1. Атом – микроскопическая частица, наименьшая часть хим. элемента, являющаяся носителем его свойств.

Состав атома

Атом состоит из атомного ядра и электронной оболочки. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Электронная оболочка атома состоит из движущихся вокруг ядра электронов. Если число электронов равно числу протонов, то такой атом называется нейтральным.

Основные положения квантовой механики для описания строения атома

1. Дискретность материи: любая энергия испускается (поглощается) квантами (порциями), т.е. носит дискретный характер. Подтверждением дискретности, или квантования энергии, являются линейчатые спектры.

2. Корпускулярно-волновой характер движения микрочастиц, или двойственная природа: все частицы микромира обладают свойствами частицы и имеют длину волны ʎ и скорость V.

3. Принцип неопределенности Гейзенберга, или вероятностный характер положения микрочастиц: Положение электрона как дискретной частицы в пространстве определить точно нельзя. Электрон можно охарактеризовать волновой функцией, которая имеет определенное значение в каждой точке пространства x, y, z, время. Решением данной зависимости являются некие значения волновой ф-ции, которые называются орбиталями.

Происхождение линейчатых спектров

Постулаты Бора позволяют объяснить происхождение линейчатых спектров испускания и поглощения энергии, связывая их появление с наличием дискретного ряда энергетических состояний атомов и переходами между ними.

Все атомы одного хим. элемента обладают одинаковым зарядом атомного ядра, а значит имеют одинаковое строение и одинаковый набор возможных энергетических состояний и переходов между ними. Излучение фотонов происходит при переходах атомов из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией. Поглощая фотон, атом переходит из состояния с меньшей энергией в состояние с большой энергией.

Энергия фотона, поглощаемого атомом при переходе из основного состояния с энергией E1 в возбужденное состояние с энергией Е2, в точности равна энергии фотона, излучаемого атомом при обратном переходе, т.к. и в том, и в другом случае она равна разности энергий атома в этих двух состояниях согласно правилу частот. Таким образом, положение линий в линейчатом спектре испускания вещества точно совпадает с положением линий в линейчатом спектре поглощения этого же вещества.

Физический смысл волновой функции

- заключается в том, что ее квадрат пропорционален вероятности нахождения электрона в элементарном объеме пространства. Она не позволяет определить местонахождение частицы в пространстве или траекторию, по которой движется частица. С помощью волновой функции можно лишь предсказать, с какой вероятностью частица может быть обнаружена в различных точках пространства.

В соответствии с физическим смыслом волновой функции она должна быть конечной, непрерывной и однозначной, а также обращаться в нуль для тех мест пространства, где частица не может находиться.

Атомная орбиталь – одноэлектронная волновая функция, полученная решение уравнения Шрёдингера для данного атома, задается главным, орбитальным и магнитным квантовыми числами.

2. Орбиталь можно описать с помощью набора квантовых чисел:

n – главное кв. ч.

l – орбитальное кв. ч

ml – магнитное кв. ч.

Главное квантовое число – это целое число, обозначающее номер энергетического уровня. Характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Обозначается буквой n, принимает целочисленные значения (1, 2, 3, 4…). При увеличении главного кв. ч. возрастают орбитальный радиус и энергий электрона.

Орбитальное квантовое число – это целое число, определяющее форму электронного облака. Определяет подуровень энергетического уровня, задаваемого главным кв. ч. и может принимать значения l=0; 1; 2; 3…; n-1.

Магнитное квантовое число – это число, позволяющее определить пространственное расположение орбиталей. Оно зависит от орбитального кв. ч. и равно (2l+1). S-состоянию отвечает 1 орбиталь, p – 3, d – 5, f – 7 и т. д.