โครงสร้างของอะตอม แบบจำลองเชิงควอนตัมของอะตอม
บทความต่อไปนี้อธิบายอะตอมโครงสร้างของมัน: วิธีการที่ถูกค้นพบวิธีการทฤษฎีการพัฒนาในจิตใจของตนและในระหว่างการทดลองนักคิดและนักวิทยาศาสตร์ แบบจำลองเชิงควอนตัมของอะตอมเป็นแบบที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันได้อธิบายถึงลักษณะการทำงานและอนุภาคต่างๆที่ประกอบกันเป็นองค์ประกอบ เกี่ยวกับเธอและคุณลักษณะของเธออ่านด้านล่าง
แนวความคิดของอะตอม
ขั้นต่ำขั้นต่ำทางเคมีองค์ประกอบทางเคมีที่มีลักษณะเฉพาะของมันคืออะตอม ประกอบด้วยอิเล็กตรอนและนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตอนประจุบวกและนิวตรอนที่ไม่มีประจุไฟฟ้า ถ้ามีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันตัวอะตอมจะเป็นกลางเชิงไฟฟ้า มิฉะนั้นเขามีหน้าที่: บวกหรือลบ แล้วอะตอมเรียกว่าไอออน ดังนั้นการจัดหมวดหมู่ของพวกเขาจะดำเนินการ: องค์ประกอบทางเคมีจะถูกกำหนดโดยจำนวนของโปรตอนและไอโซโทปของมันด้วยนิวตรอน การเชื่อมโยงกันบนพื้นฐานของพันธะระหว่างอะตอมโมเลกุล
ประวัติความเป็นมา
เป็นครั้งแรกที่ชาวอินเดียโบราณและนักปรัชญากรีกโบราณ ในช่วงศตวรรษที่สิบเจ็ดและสิบแปดนักเคมียืนยันแนวคิดนี้โดยทดลองพิสูจน์ได้ว่าสารบางชนิดไม่สามารถถูกแบ่งย่อยเป็นองค์ประกอบโดยการทดลองสารเคมี อย่างไรก็ตามจากช่วงปลายศตวรรษที่ยี่สิบต้นนักฟิสิกส์ค้นพบอนุภาคของอนุภาคซึ่งทำให้เห็นได้ชัดว่าอะตอมไม่สามารถแบ่งแยกได้ ในปี ค.ศ. 1860 นักเคมีได้คิดค้นแนวคิดของอะตอมและโมเลกุลซึ่งอะตอมกลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่สุดของธาตุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทั้งสารที่ง่ายและซับซ้อน
รูปแบบของโครงสร้างของอะตอม
- เรื่องของเรื่อง Democritus เชื่อว่าคุณสมบัติของสารสามารถกำหนดได้โดยมวลรูปร่างและพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่มีลักษณะอะตอม ตัวอย่างเช่นไฟมีอะตอมที่คมชัดเพราะมันมีความสามารถในการเผาไหม้ ของแข็งมีอนุภาคหยาบดังนั้นพวกเขาจะถูกผูกมัดกันมากกับแต่ละอื่น ๆ ; ในน้ำพวกเขาจะราบรื่นจึงมีความสามารถในการไหล ตาม Democritus แม้แต่มนุษย์ประกอบด้วยอะตอม
- โมเดลของ Thomson นักวิทยาศาสตร์พิจารณาอะตอมเป็นตัวประจุบวกภายในซึ่งมีอิเล็กตรอนอยู่ โมเดลเหล่านี้ถูกข้องแวะโดย Rutherford หลังจากได้รับประสบการณ์ที่มีชื่อเสียง
- ต้นแบบของดาวเคราะห์ Nagaoka ในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ Hantaro Nagaoka ได้เสนอรูปแบบอะตอมของนิวเคลียสคล้ายกับดาวเสาร์ ในนิวเคลียสเล็ก ๆ ที่มีประจุบวกอิเล็กตรอนในวงแหวนหมุน รุ่นเหล่านี้เช่นเดียวกับเวอร์ชันก่อนหน้านี้มีข้อผิดพลาด
- ดาวเคราะห์โมเดลของ Bohr-Rutherford หลังจากการทดลองหลายเออร์เนสต์รูเทอร์ฟอร์ดชี้ให้เห็นว่าอะตอมคล้ายกับระบบของดาวเคราะห์ ในอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ นิวเคลียสซึ่งจะมีประจุบวกและอยู่ตรงกลาง แต่ electrodynamics คลาสสิคขัดแย้งนี้เพราะตามที่อิเล็กตรอนเคลื่อนย้ายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสูญเสียพลังงาน Bohr แนะนำตัวชี้วัดพิเศษที่อิเล็กตรอนไม่เปล่งพลังงานในขณะที่อยู่ในสถานะเฉพาะบางรัฐ มันเปิดออกที่กลศาสตร์คลาสสิกไม่สามารถที่จะอธิบายรูปแบบเหล่านี้ของโครงสร้างของอะตอม นี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งทำให้เป็นไปได้ที่จะอธิบายทั้งปรากฏการณ์นี้และอื่น ๆ อีกมากมาย
แบบจำลองเชิงควอนตัมของอะตอม
รุ่นนี้เป็นการพัฒนาของรุ่นก่อน ๆ แบบจำลองเชิงควอนตัมของอะตอมสมมติว่านิวตรอนและโปรตอนประจุบวกอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม รอบ ๆ มันมีอิเล็กตรอนที่ติดลบอยู่ แต่ในกลศาสตร์ควอนตัมอิเล็กตรอนไม่เคลื่อนที่ไปตามวิถีที่กำหนดไว้ล่วงหน้าดังนั้นในปี 1927 W. Heisenberg จึงเปล่งเสียงหลักการไม่แน่นอนตามที่ดูเหมือนว่าจะไม่สามารถกำหนดพิกัดของอนุภาคและความเร็วหรือโมเมนตัมของมันได้อย่างแม่นยำ
คุณสมบัติทางเคมีของอิเล็กตรอนจะถูกกำหนดโดยเปลือก ในตารางธาตุอะตอมจะจัดเรียงตามประจุไฟฟ้าของนิวเคลียส (เรากำลังพูดถึงจำนวนโปรตอน) ในขณะที่นิวตรอนไม่มีผลต่อสมบัติทางเคมี แบบจำลองเชิงควอนตัมของอะตอมพิสูจน์ว่ามวลที่สำคัญอยู่ในนิวเคลียสในขณะที่เศษอิเล็กตรอนยังคงไม่สำคัญ วัดเป็นหน่วยมวลอะตอมซึ่งเท่ากับ 1/12 ของมวลอะตอมของไอโซโทปคาร์บอนของ C12
ฟังก์ชั่น Wave และวงโคจร
ตามหลักการของบี Geyzentberg ไม่สามารถกล่าวด้วยความมั่นใจแน่นอนว่าอิเล็กตรอนที่มีความเร็วบางอย่างอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ เพื่ออธิบายสมบัติของอิเล็กตรอนให้ใช้ฟังก์ชันคลื่นของ psi
ความน่าจะเป็นของการตรวจจับอนุภาคโดยเฉพาะเวลาเป็นสัดส่วนโดยตรงกับสี่เหลี่ยมจัตุรัสของโมดูลซึ่งคำนวณเป็นระยะเวลาหนึ่ง Psi ในตารางเรียกว่าความหนาแน่นความน่าจะเป็นซึ่งเป็นตัวกำหนดอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสในรูปของอิเล็กตรอนคลาวด์ ความน่าจะเป็นของอิเล็กตรอนในพื้นที่อะตอมบางอย่างจะสูงขึ้น
เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเราสามารถจินตนาการได้ซ้อนภาพหนึ่งที่อื่น ๆ ตำแหน่งอิเล็กตรอนที่มีการแก้ไขในเวลาที่ต่างกัน ในตำแหน่งที่จุดจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและเมฆจะกลายเป็นหนาแน่นที่สุดและความน่าจะเป็นของการค้นพบอิเล็กตรอนจะสูงที่สุด
คำนวณเช่นว่ารูปแบบควอนตัมเชิงกลของอะตอมไฮโดรเจนมีความหนาแน่นมากที่สุดของเมฆอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจาก 0.053 นาโนเมตรจากนิวเคลียส
วงโคจรของกลศาสตร์คลาสสิกถูกแทนที่ด้วยควอนตัมเมฆอิเล็กตรอน ฟังก์ชันคลื่นของอิเล็กตรอน psi ที่นี่เรียกว่าวงโคจรซึ่งเป็นลักษณะรูปร่างและพลังงานของเมฆอิเล็กตรอนในอวกาศ ด้วยการอ้างอิงถึงอะตอมเราหมายถึงพื้นที่รอบนิวเคลียสซึ่งหาอิเล็กตรอนได้มากที่สุด
เป็นไปได้หรือไม่?
เหมือนกับทฤษฎีทั้งแบบควอนตัมเชิงกลโครงสร้างของอะตอมทำให้เกิดการปฏิวัติอย่างแท้จริงในโลกวิทยาศาสตร์และในหมู่ผู้อยู่อาศัย หลังจากทั้งหมดและวันนี้มันเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าอนุภาคเดียวกันในเวลาเดียวกันไม่สามารถอยู่ในที่เดียวในเวลาเดียวกัน แต่ในสถานที่ที่แตกต่างกัน! เพื่อป้องกันรูปแบบที่กล่าวมามีการกล่าวกันว่าในพิภพเล็ก ๆ มีเหตุการณ์ที่ไม่สามารถจินตนาการได้และไม่อยู่ในจักรวาล แต่มันจริงเหรอ? หรือคนเพียงแค่กลัวที่จะยอมรับความเป็นไปได้ว่า "การลดลงเป็นเหมือนมหาสมุทรและมหาสมุทรจะลดลง"?
</ p>
