Недостатки данной теории

По теории Резерфорда, электроны рассматривались как физические элементарные частицы, движущиеся по плоским орбитам вокруг ядра. Вращение электрона совершенно аналогично его быстрым колебаниям и должно вызвать испускание электромагнитных волн. Но, излучая свет, электрон теряет часть своей энергии, в следствие чего нарушается равновесие между ним и ядром; для восстановления равновесия электрон должен постепенно передвигаться ближе к ядру. В конце концов, исчерпав всю энергию, электрон должен "упасть" на ядро, и излучение света прекратится. Кроме того, "падение" электрона на ядро означало бы разрушение атома и прекращения его существования. Таким образом, движение электрона, как и других элементарных частиц, не может быть отражено законами классической механики.

В 1913 г. Бор предложил свою теорию строения атома, в которой ему удалось с большим искусством согласовать спектральные явления с планетарной моделью атома, применив к последней, так называемую квантовую теорию излучения, введенную в науку немецким ученым-физиком Планком. Сущность теории квантов сводится к тому, что лучистая энергия испускается и поглощается не непрерывно, как принималось раньше, а отдельными малыми, но вполне определенными порциями - квантами энергии. Запас энергии излучающего тела изменяется скачками, квант за квантом; дробное число квантов тело не может ни испускать, ни поглощать. Кванты лучистой энергии называются также фотонами.

Электрон характеризуется двойственностью поведения (волново-корпускулярный дуализм), заключающейся в способности проявлять одновременно как свойства частиц, так и свойства волн. Подобно частице, электроны обладают определенной массой и зарядом, но в отличие от обычных тел для электрона нельзя одновременно определить его координаты в атоме и скорость. Электрон может находиться в любой части околоядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. В современной модели атома состояние в нем электрона определяется четырьмя параметрами – квантовыми числами.

Главное квантовое число n определяет энергию электрона и степень его удаления от ядра. Оно принимает целочисленные значения от 1 до ∞ (n = 1,2…∞) и характеризует общий запас энергии электрона.

Побочное (орбитальное) квантовое число l определяет форму атомной орбитали (АО). Оно может принимать целочисленные значения от 0 до n-1 (l = 0,1… n -1). Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы. При l =0 атомная орбиталь независимо от значения n имеет сферическую форму (s -орбиталь). Значения l =1 соответствует атомная орбиталь, имеющая форму гантели (p -орбиталь). Еще более сложную форму имеют орбитали, отвечающие высоким значения l, равным 2 и 3 (d- и f-орбитали).

Магнитное квантовой число m определяет положение АО в пространстве относительно внешнего магнитного или электрического поля. Оно изменяется скачкообразно и определяется значением l (+ l 0 - l). Т.е. каждому значению l соответствует 2 l +1 значений магнитного квантового числа.

Спиновое квантовое число s или m_s может принимать лишь два значения: +1/2 и -1/2. они соответствуют двум возможным и противоположным друг другу направлениям собственного магнитного момента электрона.

Дата добавления: 2014-01-04