5.Атом құрылысының квант-механикалық моделі.

Атом-химиялық элементтің электр-бейтарапты ең кіші бөлігі. Ол оң зарядталған ядродан және теріс зарядталған электрондардан тұратын, жай және күрделі заттардың молекула құрамына енетін ең соңғы да кіші бөлшек.

Атомның квант-механикалық моделі бір уақытта толқындар(электромагнитті) мен бөлшектер (корпускулдар) қасиетін көрсететін электрондардың қабілетіне негізделеді.Бұл көрініс М.Планктың кванттық теориясынан алынған.Ол электромагниттік сәуле шығарудың энергиясы тек қана өлшеммен (кванттармен) беріледі деп есептеді және мына формуланы ұсынды E=hv.

Планктың және Энштейннің теңдеулерінің ортақ анализі күтпеген қорытындыға әкеледі

E=hv, E=mc² Егер екі жағдайда да Е-квант энергиясы болса, онда Е=Е болғанда

Hv=mc², толқын ұзындығы λ арқылы ν жазамыз ν=c/λ, онда, h/ λ=mc, және λ=h/mc-бұл Планк пен Эйнштейннің жалпыланған формуласы.

Онда электромагниттік сәуле шығарудың толқындық қасиеті мен бөлшектердің корпускулалық қасиеттері біріктірілген.

Сонымен, Планктың теориясы жарықтың толқындық (дифракция, интерференция) және корпускулалық (сәулкнің түзу сызықты таралуы, яғни инерция) теориясын жақтаушылар мен қарсы тұрушыларды келісімге келтірді.

Бүгінгі атом құрылысының квант-механикалық теориясынын негізінде келесі ережелер бар:

1.Электронның екі жақты табиғаты (бөлшектік-корпускулалық, толқындық) болады.Ол өзін бөлшек ретінде де, толқын ретінде де ұстай алады:бөлшек ретінде электронның белгілі массасы мен заряды бар;мұнымен қатар қозғалыстағы электрон толқындық та қасиет көрсетеді, мәселен дифракцияға қабілеттілігімен сипатталады.

2.Электрон үшін координат пен жылдамдықты бірден, бір сәтте дәл өлшеу мүмкін емес. Жылдамдықты неғұрлым дәл өлшеген сайын, соғұрлым координатта белгісіздік болады және керісінше.

3.Атомдағы электрон белгілі траектория бойынша қозғалмайды, ядро маңындағы кеңістіктің кез келген бөлігінде бола алады, алайда оның атом кеңістігінің әртүрлі бөлігінде болу ықтималдығы бірдей емес.

Ядро айналасындағы электронның болу ықтималдығы ең үлкен болатын кеңістікті атомдық орбиталь деп атайды.

6.Электрондық бұлт туралы түсінік.Толқындық функция.

Электронда теріс заряд болатындықтан,оның орбиталі зарядтың белгілі бір таралуы сияқты келеді және де оны электрондық бұлт деп атайды. Электрон бұлты─атомдағы электронның кванттық механика тұрғысынан қарағандағы моделі.Орбиталь электрондық бұлттың формасын сипаттайды.Ядроның маңайындағы электрон бұлтының тығыздығы әр түрлі болады.Электронның болу мүмкіндігі дәлірек болатын кеңістікте электрон бұлтының тығыздығы да жоғары болады.Электрон бұлттары бір-бірінен өздерінің энергия мөлшері,пішіндері және кеңістікте орналасу бағыты арқылы ажыратылады.

Э.Шредингер теңдеуі арқылы электрон қозғалысының ең маңызды сипаттамаларының бірі-оның толқындық функциясы анықталады.Толқындық функцияның физикалық мәні-ол x, y, z координаты бар кеңістіктегі нүктеде электронның болу ықтималдығына осы функцияның квадраты пропорционалды болуында.Толқындық функцияның квадраты неғұрлым көп болса,электронның кеңістіктің осы тұсында болу мүмкіндігі де дәлірек болады.

7.Кванттық сандар. Әр элементтің атомы ядыро зарядымен және саны соған тең электрондармен сипатталады,ал бұл электрондар микробөлшектер болғандықтан,олардың күйін төрт квант саны өрнектейді:

a)Бас квант саны (n)-электронның энергиясы мен орбитальдың өлшемін анықтап,энергетикалық деңгейді сипаттайтын шама.n=1,2,3,4,5.

б)Орбитальдық квант саны (l)-энергетикалық деңгеидің деңгейшесінде орналасқан электронның энергиясын сипаттайды,электрондық бұлт пішінін сипаттайды.

в)Магнит квант саны (Ml)-сыртқы магнит өрісінің әсерінен орбитальдардың кеңістікте орналасуын және деңгейдегі орбиталдардың санын анықтайтын шама.-1,0,+1 бүтін сандар мәнін қабылдайды.

г)Спин квант саны (Ms)-электронның өз өсінің айналасында айналуын сипаттап,тек қана екі мәнді қабылдай алатын шама.(+1/2және1/2)