Глава 3. СТРОЕНИЕ АТОМА. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Свойства простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от атомного веса элементов.

Д. И. Менделеев

3.1. КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АТОМА

Орбиталь - область пространства внутри атома, в которой сосредоточена большая часть заряда электрона. Орбиталь рассматривается как совокупность вероятных (примерно 90% возможных) положений электрона. Название «орбиталь» (а не орбита) отражает геометрическое представление о стационарных состояниях электрона в атоме, подчеркивая тот факт, что состояния электрона в атоме описывается законами квантовой механики и отличается от классического движения по траектории.

Изучение атомных орбиталей, рассчитанных с помощью уравнения Шредингера, показало, что характер движения электрона в атоме определяется четырьмя числами - п, l, m, s, получившими общее название квантовых чисел: главное, орбитальное, магнитное и спиновое.

Главное квантовое число n. Это число может принимать любые положительные целочисленные значения: n = 1, 2, 3. Определяет орбитальный радиус и соответствующий главный энергетический уровень E_n. Совокупность атомных орбиталей с одинаковым значением главного квантового числа n составляют одну электронную оболочку.

Орбитальным радиусом r_орб называют расстояние от ядра атома до наиболее удаленной точки поверхности, изображающей атомную орбиталь. Для сферической поверхности орбитальный радиус равен радиусу сферы. Для поверхности в виде песочных часов орбитальный радиус равен диаметру одной из составляющих сфер (рис. 3.1).

Главным энергетическим уровнем называют часть энергии атома, определяемой главным квантовым числом п.

Рис. 3.1. Определение орбитального радиуса r_орб для атомных орбиталей разной формы: а - s-орбитали; б - _р-орбитали