Krótko o kompleksie: struktura powłok elektronowych atomów

Nauczyciel chemii prowincjonalnej John Dalton w 1803 rokuPrawo wielu relacji. Teoria ta mówi, że jeśli określony pierwiastek chemiczny może tworzyć związki z innymi pierwiastkami, wówczas każda część masy będzie miała część masy innej substancji, a zależności między nimi będą takie same jak między małymi liczbami całkowitymi. Była to pierwsza próba wyjaśnienia złożonej struktury materii. W 1808 roku ten sam naukowiec, próbując wyjaśnić odkryte przez niego prawo, zasugerował, że w różnych elementach atomy mogą mieć różne masy.

Pierwszy model atomu powstał w 1904 roku. Struktura elektronowa atomu w tym modelu nazywana przez naukowców "budyniem z rodzynkami". Uważano, że atom to ciało z ładunkiem dodatnim, w którym jego składniki są równomiernie wymieszane. Taka teoria nie może odpowiedzieć na pytanie, czy składniki atomu są w ruchu, czy w spoczynku. Dlatego prawie równocześnie z teorią "puddingu" japońska Nagaoka zaproponowała teorię, w której struktura skorupy elektronowej atomu została porównana do układu słonecznego. Jednakże, odnosząc się do faktu, że obracając się wokół atomu jego składniki muszą tracić energię, a to nie odpowiada prawom elektrodynamiki, Vin odrzucił teorię planetarną.

Jednak po odkryciu elektronu stało się jasne, że struktura atomu jest bardziej złożona, niż to sobie wyobrażano. Pojawiły się pytania: czym jest elektron? Jak się to odbywa? Czy są inne cząstki subatomowe?

Na początku XX wieku ostatecznie przyjęto teorię planetarną. Stało się jasne, że każdy elektron poruszający się wzdłuż orbity jądra jako planeta wokół Słońca ma swoją własną trajektorię.

Ale dalsze eksperymenty i badaniaodrzucili tę opinię. Okazało się, że elektrony nie mają własnej trajektorii, jednak możliwe jest przewidzenie regionu, w którym ta cząstka najczęściej się okazuje. Obracając się wokół jądra, elektrony tworzą orbitę, zwaną powłoką elektronową. Teraz konieczne było zbadanie struktury powłok elektronowych atomów. Fizycy byli zainteresowani pytaniami: jak dokładnie poruszają się elektrony? Czy w tym ruchu panuje porządek? Może ruch jest chaotyczny?

Progenitor fizyki atomowej N.Bohr i kilku takich samych wielkich naukowców udowodniło: elektrony obracają warstwy skorupy, a ich ruch spełnia określone prawa. Konieczne było zbadanie struktury powłok elektronowych atomów gęsto i szczegółowo.

Szczególnie ważne jest poznanie tej struktury dla chemii,ponieważ właściwości materii były już jasne, zależą od urządzenia i zachowania elektronów. Z tego punktu widzenia zachowanie się elektrono-orbitali jest najważniejszą cechą tej cząstki. Stwierdzono, że im bliżej jądra atomu są elektrony, tym więcej wysiłku potrzeba, aby przełamać wiązanie elektron-jądro. Elektrony znajdujące się w pobliżu jądra mają maksymalne połączenie z nim, ale minimalna rezerwa energii. Natomiast w elektronach zewnętrznych połączenie z jądrem słabnie, a rezerwa energii rośnie. Tak więc wokół atomu formowane są warstwy elektroniczne. Struktura powłok elektronowych atomów stała się wyraźniejsza. Okazało się, że poziomy energii (warstwy) tworzą cząstki znajdujące się w pobliżu rezerw energetycznych.

Dziś wiadomo, że poziom energiizależy od n (tej liczby kwantowej) i odpowiada liczbom całkowitym od 1 do 7. Strukturę powłok elektronowych atomów i największą liczbę elektronów na każdym poziomie określa wzór N = 2n2.

Duża litera w tym wzorze oznacza największą liczbę elektronów na każdym poziomie, a mała wskazuje liczbę porządkową tego poziomu.

Struktura powłoki elektronowej atomówustala, że ​​w pierwszej powłoce nie może być więcej niż dwa atomy, aw czwartym - nie więcej niż 32. Zewnętrzny, ukończony poziom zawiera nie więcej niż 8 elektronów. Warstwy, w których elektrony są mniejsze, są uważane za niekompletne.