Πώς περιγράφουν σήμερα οι επιστήμονες την κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα;

Οι επιστήμονες περιγράφουν επί του παρόντος την κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα χρησιμοποιώντας ένα κβαντικό μηχανικό μοντέλο . Αυτό το μοντέλο βασίζεται στην ιδέα ότι τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε τροχιακά αντί για συγκεκριμένες τροχιές. Εδώ είναι μια κατανομή:

Βασικές έννοιες:

* Τα ηλεκτρόνια δεν περιστρέφονται όπως οι πλανήτες γύρω από τον ήλιο: Το κλασικό μοντέλο ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε καλά καθορισμένες διαδρομές είναι ανακριβές.

* Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τροχιακά: Τα τροχιακά είναι περιοχές του χώρου γύρω από τον πυρήνα όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.

* Οι τροχιακές έχουν συγκεκριμένα σχήματα και ενέργειες: Το σχήμα ενός τροχιακού περιγράφει την κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων στην περιοχή αυτή. Τα διαφορετικά τροχιακά έχουν διαφορετικά σχήματα (S, P, D, F) και ενεργειακά επίπεδα.

* Τα ηλεκτρόνια είναι κύματα: Τα ηλεκτρόνια παρουσιάζουν δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων, που σημαίνει ότι συμπεριφέρονται όπως τόσο τα σωματίδια όσο και τα κύματα. Αυτή η φύση που μοιάζει με κύματα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της κατανομής των ηλεκτρονίων σε τροχιακά.

Κβαντικό μηχανικό μοντέλο:

* Εξίσωση Schrödinger: Το μαθηματικό θεμέλιο του κβαντικού μηχανικού μοντέλου είναι η εξίσωση Schrödinger. Αυτή η εξίσωση περιγράφει τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στα άτομα και μπορεί να λυθεί για να προσδιοριστεί τα επιτρεπόμενα επίπεδα ενέργειας και σχήματα τροχιακών.

* Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: Το κβαντικό μηχανικό μοντέλο μας επιτρέπει να προβλέψουμε τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων ενός ατόμου, η οποία περιγράφει την κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των διαφόρων τροχιακών.

* Κβαντικοί αριθμοί: Χρησιμοποιούνται τέσσερις κβαντικοί αριθμοί για να περιγράψουν την κατάσταση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο:

* Κύριος κβαντικός αριθμός (n): Υποδεικνύει το επίπεδο ενέργειας του ηλεκτρονίου.

* Κβαντικός αριθμός γωνιακής ορμής (L): Περιγράφει το σχήμα του τροχιακού (S, P, D, F).

* Μαγνητικός κβαντικός αριθμός (ml): Καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στο διάστημα.

* Κβαντικός αριθμός περιστροφής (MS): Υποδεικνύει την εγγενή γωνιακή ορμή του ηλεκτρονίου, η οποία σχετίζεται με τη μαγνητική του στιγμή.

Περίληψη:

Το κβαντικό μηχανικό μοντέλο παρέχει μια ακριβέστερη και εξελιγμένη περιγραφή της συμπεριφοράς ηλεκτρονίων σε άτομα από το κλασικό μοντέλο. Ενώ δεν μπορούμε να εντοπίσουμε την ακριβή θέση ενός ηλεκτρονίου σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή, μπορούμε να καθορίσουμε την πιθανότητα να βρούμε σε μια συγκεκριμένη περιοχή του χώρου, η οποία περιγράφεται από την έννοια των τροχιακών.