Вводная часть. Уважаемые искатели научной истины, Вы уже вооружены знаниями условий реализации аксиомы Единства

ЭВОЛЮЦИЯ ТЕОРИЙ АТОМА

ДЕСЯТАЯ И ОДИНАДЦАТАЯ ЛЕКЦИИ АКCИОМЫ ЕДИНСТВА

Уважаемые искатели научной истины, Вы уже вооружены знаниями условий реализации аксиомы Единства. Она помогла нам найти уравнения для расчета спектров атомов и ионов, из которых следует отсутствие орбитального движения электронов в атомах. Теперь мы должны понять суть ошибочности постулатов и теорий атома, доказывавших орбитальное движение электрона. Наиболее последовательно эти постулаты и теории кратко изложены в книге [17].

Первое представление о структуре атома было теоретически обосновано Нильсом Бором в 1913 г. Главным его вкладом в теорию атома является гипотеза о квантовании орбитального момента импульса электрона атома водорода (рис. 40) [17]

, (218)

где - масса электрона; - орбитальная скорость электрона; - радиус орбиты; - постоянная Планка; - номер орбиты, главное квантовое число.

Из условия квантования (218), как мы уже показали, легко выводится формула для расчета спектра атома водорода [1]. Считается, что правило квантования орбитального момента импульса, предложенное Нильсом Бором, оставалось гипотезой до тех пор, пока Луи Де Бройль[1] не высказал предположение о том, что длина волны электрона связана с его импульсом соотношением и что в орбите электрона должно укладываться целое число волн электрона . Из этого сразу последовал постулат Бора о квантовании орбитального момента импульса электрона [1]

(219)

и появилась странность. Как понимать тот факт (), что длина окружности первой орбиты () равна длине одной волны электрона? Отсутствие ответа на этот вопрос не смутило Арнольда Зоммерфельда и он предложил в 1915 г. теорию о движении электронов по эллиптическим орбитам. При этом он допустил, что энергия электрона на каждой из таких орбит не меняется. Меняется только орбитальный момент импульса . Конечно, это странное допущение и, тем не менее, оно было принято, и процесс развития теории атома в орбитальном направлении продолжился [17].

Зоммерфельд ввел новое правило квантования орбитального момента импульса. Вместо зависимости (219) он предложил зависимость [17]

, (220)

где - второе квантовое число.

В результате появилась необъяснимая закономерность изменения обоих квантовых чисел и . Так, при , . Когда , второе квантовое число принимает значения 0 или 1. Если , то принимает значения 0, 1 или 2 и т. д. При расчете спектров было установлено, что для основного состояния электрона. Однако с точки зрения классической механики электрон в этом случае должен двигаться по прямой линии, проходящей через ядро [17].

Так множились противоречия теории орбитального движения электрона в атоме и неясно было, как эти противоречия устранять. Почему орбитальный момент импульса электрона должен равняться нулю, когда он находится на первой орбите? Этот вопрос висит в воздухе до сих пор. Физики и химики привыкли к такому положению и уже не замечают этого вопроса. Не получив ответа на него, исследователи пошли дальше. Они присвоили названия состояниям электрона в момент, когда он имеет различные орбитальные моменты импульса (табл. 31) [17].

Таблица 31.

Последующие исследования показали, что в действительности орбитальный момент импульса изменяется по зависимости [17]

. (221)

Углубление теории орбитального движения Зоммерфельдом не позволило рассчитывать спектры атомов сложнее водородоподобных (атомов и ионов с одним электроном) атомов. Это означало отсутствие понимания процесса взаимодействия электрона с ядром атома. Но на это не обращали внимание и двигались дальше в ложном направлении [17].

Так как заряд электрона отрицательный, то условились считать, что векторы орбитального момента импульса и магнитного момента электрона направлены противоположно. Странное соглашение. Векторные свойства физическим величинам задаёт Природа, а знак электрону приписан человеком. Разве этого достаточно, чтобы считать векторы и противоположно направленными? [17].

Следующее соглашение оказалось ещё абсурднее. Известно, что спин – величина векторная. Он характеризует вращение частицы, в данном случае - вращение электрона относительно своей оси симметрии. Чтобы объяснить расщепление спектральных линий при наличии магнитного поля, было принято соглашение считать, что его проекция на выбранное направление может иметь лишь два значения [17]

, (222)

где .

На этом странности теории атома не закончились. Было введено понятие «полный момент импульса», равный . Здесь - квантовое число полного момента импульса, а величина изменятся так и [17].

Странно, но вопрос о закономерности изменения энергии связи электрона с ядром атома при орбитальных переходах электрона так никто и не поставил. А ведь это главный вопрос при анализе всех химических реакций. Почему он не был поставлен? Это - загадка и историки науки, несомненно, будут разгадывать её. Не был поставлен и второй фундаментальный вопрос: каким образом электроны двух атомов, летающие по орбитам вокруг их ядер, соединяют атомы в молекулы? Вместо того, чтобы поставить эти вопросы и искать на них ответы, исследователи пошли дальше в тупиковом направлении. Обилие квантовых чисел затуманило орбитальное движение электрона в атоме. Плотность этого тумана увеличило уравнение Шредингера (17).

Из уравнения Шредингера (17) следовала невозможность определения положения электрона в атоме. Можно было оценить лишь плотность вероятности пребывания его в атоме. Чтобы спасти идею орбитального движения электрона, плотность этой вероятности назвали орбиталью и стали представлять её в виде электронного облака определенной формы (рис. 79) [27].

Дата добавления: 2014-11-29