Структура атома гелия

Гелий – второй химический элемент. В его ядре два нейтрона и два протона, а в атоме – два электрона (мы не рассматриваем изотопы). Если в атоме гелия один электрон, то он считается водородоподобным и формула (25) Бора позволяет рассчитать его спектр. Спектр первого электрона с меньшей энергией ионизации формула Бора уже не позволяет рассчитать. В этом случае используются приближенные методы расчета, основанные на уравнениях Шредингера и Максвелла [11]. В результате формируется недостаток информации для выявления структуры атома этого химического элемента. Уравнение Шредингера и принцип Паули позволяют представить атом гелия в таком виде (рис. 22) [6].

Схема атома гелия (рис. 22) отличается от схемы атома водорода (рис. 14) большим диаметром S орбитали и тем, что на ней находятся два электрона. Никакой информации об энергиях связи этих электронов с ядром атома нет. А ведь такая информация крайне необходима химикам.

Рис. 22. Схема атома гелия

А теперь посмотрим, как выглядит атом гелия, следующий из нашей теории. Для этого, прежде всего, рассчитаем спектр его первого электрона, имеющего меньшую энергию ионизации. Подставляя в формулы (32) (33) и , получим (табл. 3).

Рис. 23. Схемы: а) ядра и b) атома гелия, не имеющего магнитного момента

Обратим внимание на то, что энергии связи электрона атома водорода с протоном (табл. 1) и первого электрона атома гелия с ядром (табл. 3) имеют близкие значения. Это указывает на то, что первый электрон атома гелия взаимодействует с одним протоном ядра. Из этого следует, что когда оба электрона находятся в атоме гелия, то каждый из них взаимодействует с одним протоном ядра. Когда же один электрон удаляется из атома, то оставшийся электрон начинает взаимодействовать с двумя протонами ядра и его энергия ионизации оказывается в 4 раза больше, чем у электрона атома водорода [2], [3].

На рис. 23 показаны модели ядра и атома гелия, следующие из новой теории атомов.

Отметим, что отсутствие орбитального движения электрона в атоме и взаимодействие каждого электрона атома со своим протоном требует его пребывания на поверхности ядра. Протон имеет простое магнитное поле подобное магнитному полю стержневого магнита. Магнитное поле нейтрона сложнее, оно имеет шесть магнитных полюсов [2], [3].

Дата добавления: 2014-01-04