ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

1. Το πρότυπο του Bohr (1913) δέχεται κβαντισμένες κυκλικές τροχιές και εκπομπή ή απορρόφηση ακτινοβολίας μόνο όταν το ηλεκτρόνιο αλλάζει ενεργειακή στάθμη, με ΔΕ = hν.
2. Ερμήνευσε το γραμμικό φάσμα του υδρογόνου, αλλά εγκαταλείφθηκε γιατί δεν ερμήνευε πολυηλεκτρονικά άτομα και τον χημικό δεσμό.
3. Ο de Broglie έδειξε τη διττή φύση σωματιδίου και κύματος και ο Heisenberg ότι θέση και ορμή δεν προσδιορίζονται ταυτόχρονα με ακρίβεια.
4. Η εξίσωση Schrödinger δίνει τις κυματοσυναρτήσεις ψ, τα ατομικά τροχιακά. Το ψ² εκφράζει την πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονίου, δηλαδή την πυκνότητα του ηλεκτρονιακού νέφους.
5. Οι κβαντικοί αριθμοί n, l, ml καθορίζουν ένα τροχιακό, ενώ ο ms καθορίζει το spin και δεν επηρεάζει την ενέργεια. Κάθε τροχιακό χωράει έως δύο ηλεκτρόνια με αντίθετο spin.
6. Κάθε υποστιβάδα έχει 2l + 1 τροχιακά: ένα s, τρία p, πέντε d, επτά f.
7. Τα s τροχιακά είναι σφαιρικά και τα p έχουν σχήμα διπλού λοβού κατά μήκος των αξόνων. Το μέγεθός τους μεγαλώνει με το n.

Πρόσωπα

Niels Bohr

Δανός φυσικός, διατύπωσε το ατομικό πρότυπο του 1913 με τις δύο συνθήκες, βραβείο Nobel 1922

Rutherford

το πλανητικό του πρότυπο συνέχισε ο Bohr, που ήταν μαθητής του

Max Planck

Γερμανός φυσικός, το 1900 πρότεινε ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα, πατέρας της κβαντικής θεωρίας, Νόμπελ 1918

L. de Broglie

Γάλλος φυσικός, κυματική θεωρία της ύλης (1924), Νόμπελ φυσικής 1929

W. Heisenberg

Γερμανός βοηθός του Bohr, αρχή της αβεβαιότητας (1927)

E. Schrödinger

Αυστριακός φυσικός, κυματική εξίσωση για την κίνηση μικρών σωματιδίων, Νόμπελ 1933

Όροι

μηχανική συνθήκη Bohr

τα ηλεκτρόνια κινούνται σε ορισμένες κυκλικές τροχιές με καθορισμένη (κβαντισμένη) ενέργεια

οπτική συνθήκη Bohr

το ηλεκτρόνιο εκπέμπει ή απορροφά ενέργεια μόνο όταν αλλάζει ενεργειακή στάθμη: ΔΕ = |Ef - Ei| = hν

φωτόνιο

το κβάντο του φωτός, πακέτο ενέργειας E = hν

αρχή της αβεβαιότητας

είναι αδύνατο να προσδιοριστούν ταυτόχρονα με ακρίβεια η θέση και η ορμή ενός μικρού σωματιδίου

ατομικό τροχιακό

η κυματοσυνάρτηση ψ, λύση της εξίσωσης Schrödinger, που περιγράφει την κατάσταση ηλεκτρονίου ορισμένης ενέργειας

ψ²

η πιθανότητα να βρεθεί το ηλεκτρόνιο σε ένα σημείο γύρω από τον πυρήνα, δηλαδή η πυκνότητα του ηλεκτρονιακού νέφους

κύριος κβαντικός αριθμός n

τιμές 1, 2, 3…, καθορίζει το μέγεθος του τροχιακού. Τροχιακά με ίδιο n σχηματίζουν στιβάδα (K, L, M, N)

αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός l

τιμές 0 έως n - 1, καθορίζει το σχήμα. Τροχιακά με ίδιο n και l σχηματίζουν υποστιβάδα (s, p, d, f)

μαγνητικός κβαντικός αριθμός ml

τιμές από -l έως +l, καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στους άξονες x, y, z

κβαντικός αριθμός του spin ms

τιμές +½ ή -½, καθορίζει την ιδιοπεριστροφή του ηλεκτρονίου

Χρονολογίες

1900

Ο Planck διατυπώνει την κβαντική θεωρία

1913

Το ατομικό πρότυπο του Bohr

1924

Η κυματική θεωρία της ύλης του de Broglie

1927

Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg