ATOM (739715), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

17=J н»/

\*\*

*\

7.5 10 W /7=J h=Z

2.5 2.5 5 2.5 5 7.5 to и

Расстояние от ядра, *

где /I - квант действия, та - масса частицы, о - ее скорость и ?* - соответствующая длина йодны. Пользуясь этим уравнением, можно подсчитать массу кванта лучистой энергии

(u=c==3,00'10*'* см/сек), отвечающего любой длине волны. Вместе с тем можно вычислить длину волны, характерной для частицы с любой заданной массой и скоростью. Например, отвечающий линии Но, серии Бальмера (3*=6563A== 1-=6,563-10-* см) фотон имеет массу ftl=3.10--* а, т. е. он примерно в ЗООООО раз легче электрона. С другой стороны,, обладающий скоростью, например, G'K? см/сек электрон характеризуется волной с l* = 1,21 10-8 см = 1,21 А, т. е. волной типа рент­геновских лучей.

Это следствие теории вскоре нашло прямое экспериментальное подтверждение: оказзлось, что направленный на кристалл пучок электронов испытывает дифракцию подобно рентгеновским лучам. Немного позднее то же самое было установлено для атомов водорода и гелия. Так как дифракция является характерным свойством в о л н, приведенные результаты убедительно подтверждают правильность рассматриваемых представлений.

13) Развивавшаяся на базе этих представлений волновая механика подходит к во­просу о строении атомов с точки зрения характерного для нее принципа неоп- р е д е л е н н о с т и (Гейзенберг, 1925 г.). Согласно последнему характер движения электрона принципиально не может быть точно фиксирован. Модельное представление об атоме с его определенными орбитами электронов должно быть поэтому заме­нено описанием, при котором оценивается лишь вероятность нахождения элек­трона в том или ином месте пространства. Сама оценка этой вероятности производится хотя и с учетом структурных данных, но чисто математическим путем, при помощи т. н. волнового уравнения (Шредингер, 1926 г.). Последнее имеет характер постулата, истинность которого (в отличие от теоремы) устанавливается не выводом или прямым доказательством, а соответствием вытекающих из него следствий данным опыта.

Рис. 111-29 показывает распределение вероятностей нахождения электрона на том или ином расстоянии от ядра при различных квантовых состояниях атома водорода. Как видно из рисунка, при равенстве побочного и главного квантовых чисел (к == д)

Рис. Ill-29. Распределение вероятностей на­хождения электрона в атоме водорода.

Ill. Основные представления о внутреннем строении вещества

псложения м а к с и м а л ь н ы х вероятностей приблизительно соответствуют радиусам круговых орбит теории Бора-Зоммерфельда. Для эллиптических орбит («<я) на определенных расстояниях от ядра появляются уже не только максимумы, но и мини- мулн.? вероятности, т. е. в атоме образуются отдельные зоны с различной «плотностью электронного облака».

Подобный способ выражения вероятности нахождения электрона с помощью как бы «размазывания» его и оценки плотности получаемого т*им образом «электронного облака» особенно удобен, при волновомеханическом рассмотрении многоэлектронных ато­мов. Сплошная линия на рис. Ш-ЗО дает теоретически рассчитанное распределение элек- f тронной плотности для атома аргона. Как видно из рисунка, определен­ным электронным слоям (К, *-, М) теории Бора - Зоммерфельда отве­чают максимумы кривой. Однако значительная плотность электронного облака (т. е. вероятность нахожде­ния электрона) существует и м с ж д у слоями. Последние, таким образом, сколько-нибудь четко друг от друга не отграничиваются. Пунктиром по­казаны результаты проверки теорети­ческого распределения путем расчета электронной плотности на основе

экспериментальных данных по рассеиванию аргоном электронов. Как видно из ри­сунка, обе кривые практически совпадают.

Волновомеханический подход к атомным проблемам позволил разрешить ряд вопросов, остававшихся ранее неясными, а также получить некоторые количественные результаты со значительно большей точностью, чем удавалось раньше. Цингами харак­терный для волновой механики о т к а з о т н а г л я д н о с т и сильно снижает позна­вательную ценность этого метода и таит в себе опасность скатиться к такому миро­пониманию, при котором «..."материя исчезает", остаются одни уравнения» (Ленин).

14) Необходимо подчеркнуть, что волновая механика отнюдь не исключает корпу­скулярную трактовку явлений. Более того, сами ее уравнения основаны на представ­лении об электроне, как о точечном заряде, а не зарядовом облаке. «К волновому и корпускулярному описанию следует относиться как к равноправным н дополняющим друг друга точкам зрения на один и тот же объективный процесс.)* (Борн)-

Рис. Ill-30. Распределение электронной

в это* аргона.

§ 5. Валентная связь. Вопрос о природе сил, кота* .lbarot образование химических соединений, возникал еще в начале XIX века. Однако тогда он не мог быть удовлетворительно разрешен.*

Благодаря развитию наших знаний о строе­нии атомов мы теперь можем несколько ближе подойти к выяснению природы химического вза­имодействия и лежащих в его основе причин. * ___* При этом нужно, конечно, иметь в виду, что «че- Электроток jjiqiunflmqs

ловеческое понятие причины и следствия всегда

несколько упрощает объективную связь явлений природы» (Л е н и н) -

Как известно, протекающий по замкнутому контуру (как ранее считалось,-от плюса к ми­нусу) электрический ток создает магнитное поле, направленное в со­ответствии с «правилом буравчика» (рис. Ill-31). Аналогично (но с об­ратным направлением магнитного поля) ведет себя и вращающийся по орбите электрон. Вместе с тем имеет место и вращение его вокруг соб"

Рис. Ill-31. пр.***.* йу'

равчика,

Характеристики

Список файлов реферата