Stručne o komplexe: štruktúra elektrónových škrupín atómov

Učiteľ pokrajinskej chémie John Dalton v roku 1803Zákon o viacerých vzťahoch. Táto teória hovorí, že ak určitý chemický prvok môže tvoriť zlúčeniny s inými prvkami, potom každá časť hmoty bude mať časť hmoty inej látky a vzťahy medzi nimi budú rovnaké ako medzi malými celými číslami. Bol to prvý pokus vysvetliť komplexnú štruktúru hmoty. V roku 1808 ten istý vedec, pokúšajúci sa vysvetliť zákon, ktorý objavil, naznačil, že v rôznych prvkoch môžu mať atómy rôzne hmoty.

Prvý model atómu vznikol v roku 1904. Elektronická štruktúra atómu v tomto modeli vedci nazýva "puding s hrozienkami." Predpokladá sa, že atóm je teleso s pozitívnym nábojom, v ktorom sú jeho zložky rovnomerne zmiešané. Takáto teória nemohla odpovedať na otázku, či sú zložky atómu v pohybe alebo v pokoji. Preto takmer súčasne s teóriou "pudingu" japonská Nagaoka navrhla teóriu, v ktorej bola štruktúra elektrónového plášťa atómu prirovnaná so slnečným systémom. Avšak s odkazom na skutočnosť, že keď rotuje okolo atómov jeho komponenty musia stratiť energiu, a to nezodpovedá zákonom elektrodynamiky, Vin odmietol planetárnu teóriu.

Avšak po objavení elektrónu sa ukázalo, že štruktúra atómu je zložitejšia, než sa predpokladalo. Vyskytli sa otázky: čo je elektrón? Ako je to usporiadané? Existujú iné subatomové častice?

Začiatkom dvadsiateho storočia bola konečne prijatá planetárna teória. Zistilo sa, že každý elektrón, ktorý sa pohybuje pozdĺž orbity jadra ako planéty okolo Slnka, má svoju vlastnú trajektóriu.

Ale ďalšie experimenty a výskumtento názor vyvrátil. Ukázalo sa, že elektróny nemajú vlastnú trajektóriu, avšak je možné predpovedať oblasť, v ktorej sa táto častica ukáže najčastejšie. Rotujúc sa okolo jadra, elektróny tvoria orbital, ktorý sa nazýva elektrónová škrupina. Teraz bolo potrebné preskúmať štruktúru elektrónových škrupín atómov. Fyzikanti sa zaujímali o otázky: ako presne sa pohybujú elektróny? Je v tomto pohybe nejaký poriadok? Možno je pohyb chaotický?

Progenitor atómovej fyziky N.Bohr a niekoľko rovnakých veľkých vedcov dokázali: elektróny otáčajú vrchnú vrstvu a ich pohyb spĺňa určité zákony. Bolo potrebné študovať štruktúru elektrónových škrupín atómov husto a podrobne.

Je obzvlášť dôležité poznať túto štruktúru pre chémiu,pretože vlastnosti hmoty, to už bolo jasné, závisia od zariadenia a správania elektrónov. Z tohto hľadiska je správanie elektrón-orbitálov najdôležitejšou charakteristikou tejto častice. Bolo zistené, že čím je atóm elektrónu bližšie k elektróde, tým viac úsilia potrebuje na pretrhnutie väzby elektrón-jadra. Elektróny umiestnené v blízkosti jadra majú maximálne spojenie s ním, ale minimálnu rezervu energie. Vo vonkajších elektrónoch naopak dochádza k oslabeniu spojenia s jadrom a zvyšuje sa energetická rezerva. Preto sa okolo atómu vytvoria elektronické vrstvy. Štruktúra elektrónových škrupín atómov sa stala jasnejšou. Ukázalo sa, že energetické úrovne (vrstvy) vytvárajú častice blízko rezervy energie.

Dnes je známe, že úroveň energiezávisí od n (toto kvantové číslo) a zodpovedá celému číslu od 1 do 7. Štruktúra elektrónových škrupín atómov a najväčší počet elektrónov na každej úrovni je určená vzorcom N = 2n2.

Veľké písmeno v tomto vzorci označuje najväčší počet elektrónov v každej úrovni a ten malý označuje poradové číslo tejto úrovne.

Štruktúra elektrónovej štruktúry atómovstanovuje, že v prvej škrupine nemôže existovať viac ako dva atómy a štvrté nie viac ako 32. Vonkajšia dokončená úroveň neobsahuje viac ako 8 elektrónov. Vrstvy, kde sú elektróny menšie, sa považujú za neúplné.