Современная модель строения атома
Современная модель атома основана на квантово-механической теории и является развитием планетарной модели Резерфорда и модели Бора.
Основные положения современной модели атома:
- Атом состоит из ядра и электронной оболочки.
- Ядро находится в центре атома и содержит протоны (p⁺) и нейтроны (n⁰).
- Протон — положительно заряженная частица, заряд = +1, масса ≈ 1 а.е.м.
- Нейтрон — нейтральная частица, масса ≈ 1 а.е.м.
- Электроны (e⁻) — отрицательно заряженные частицы, движутся вокруг ядра.
- Масса атома сосредоточена в ядре, так как масса электрона примерно в 1836 раз меньше массы протона.
- Размеры атома составляют порядка 10⁻¹⁰ м, а ядра — 10⁻¹⁴–10⁻¹⁵ м.
- Электроны не движутся по фиксированным орбитам, как в модели Бора, а находятся в областях пространства, называемых орбиталями, где вероятность их нахождения максимальна (электронное облако).
- Поведение электронов описывается квантовой механикой:
- Электроны обладают волновыми и корпускулярными свойствами.
- Их положение и импульс не могут быть определены одновременно точно (принцип неопределённости Гейзенберга).
- Состояние электрона описывается волновой функцией (ψ), квадрат которой (|ψ|²) определяет плотность вероятности нахождения электрона в данной точке.
3. Энергетические уровни и распределение электронов
Электроны в атоме располагаются на определённых энергетических уровнях, которые соответствуют различным энергиям электронов.
Энергетические уровни (главные квантовые числа — n):
- Обозначаются числами: n = 1, 2, 3, 4, …
- Чем больше n, тем дальше от ядра и выше энергия электрона.
- Каждый уровень содержит определённое число подуровней (s, p, d, f), которые, в свою очередь, содержат орбитали.