Коратка аб складаным: будова электронных абалонак атамаў

Правінцыйны настаўнік хіміі Джон Дальтона ў 1803 годзе адкрыў «Закон кратных адносін». Гэтая тэорыя абвяшчае, што калі канкрэтны хімічны элемент можа ўтвараць злучэння з іншымі элементамі, то на кожную яго частка масы будзе прыходзіцца частка масы іншага рэчыва, а адносіны паміж імі будуць такімі ж, як паміж невялікімі цэлымі лікамі. Гэта была першая спроба растлумачыць складанае будова рэчыва. У 1808 годзе гэты ж навуковец, імкнучыся растлумачыць адкрыты ім закон, выказаў здагадку, што ў розных элементах атамы могуць мець розныя масы.

Першая мадэль атама была створана ў 1904 годзе. Электроннае будова атама ў гэтай мадэлі навукоўцы назвалі «пудынг з разынкамі». Лічылася, што атам - гэта цела з станоўчым зарадам, у якім раўнамерна перамяшаныя яго складнікі. Такая тэорыя не магла адказаць на пытанне аб тым, ці знаходзяцца складнікі атама ў руху або ў спакоі. Таму амаль адначасова з тэорыяй «пудынгу» японец Нагаока прапанаваў тэорыю, у якой будынак электроннай абалонкі атама прыпадабняе сонечнай сістэме. Аднак, спасылаючыся на тое, што пры кручэнні вакол атама яго складнікі павінны губляць энергію, а гэта не адпавядае законам электрадынамікі, Він адхіліў планетарную тэорыю.

Аднак пасля адкрыцця электрона стала зразумела, што будынак атама больш складанае, чым яго ўяўлялі. Узніклі пытанні: што такое электрон? Як ён уладкованы? Ці існуюць іншыя субатомные часціцы?

Да пачатку ХХ стагоддзя была канчаткова прынятая планетарная тэорыя. Стала ясна, што кожны электрон, рухаючыся па арбіце ядра як планета вакол Сонца, мае ўласную траекторыю.

Але далейшыя эксперыменты і даследаванні абверглі такое меркаванне. Высветлілася, што ўласнай траекторыі электроны не маюць, аднак, можна прадказаць вобласць, у якой гэтая часціца аказваецца часцей за ўсё. Круцячыся вакол ядра, электроны ўтвараюць арбіталей, якую назвалі электроннай абалонкай. Цяпер трэба было даследаваць будынак электронных абалонак атамаў. Фізікаў зацікавілі пытанні: як менавіта рухаюцца электроны? Ці ёсць у гэтым руху ўпарадкаванасць? Можа быць, рух хаатычна?

Прабацька атамнай фізікі Н.Бор і цэлы шэраг такіх жа буйных навукоўцаў даказалі: электроны круцяцца абалонкамі-пластамі, а іх рух адказвае вызначаным законах. Мелася шчыльна і падрабязна вывучыць будынак электронных абалонак атамаў.

Асабліва важна ведаць гэты будынак для хіміі, таму што ўласцівасці рэчывы, гэта ўжо было ясна, залежаць ад прылады і паводзін электронаў. З гэтага пункту гледжання паводзіны электрона-арбіталь - найважнейшая характарыстыка гэтай часціцы. Было ўстаноўлена, што чым бліжэй да ядра атама размяшчаюцца электроны, тым больш намаганняў трэба прыкласці, каб разарваць сувязь электрон-ядро. Электроны, размешчаныя побач з ядром, маюць з ім максімальную сувязь, але мінімальны запас энергіі. У знешніх электронаў, насупраць, сувязь з ядром саслабляецца, а запас энергіі ўзрастае. Такім чынам, вакол атама утвараюцца электронныя пласты. Будынак электронных абалонак атамаў стала больш зразумела. Высветлілася, што энергетычныя ўзроўні (пласты) ўтвараюць блізкія па запасе энергіі часціцы.

Сёння вядома, што энергетычны ўзровень залежыць ад n (гэта квантавы лік) і адпавядае цэлым чыслах ад 1 да 7. Будова электронных абалонак атамаў і найбольшая колькасць электронаў на кожным узроўні вызначаецца формулай N = 2n2.

Вялікая літара ў гэтай формуле пазначае самая вялікая колькасць электронаў у кожным узроўні, а маленькая - парадкавы нумар гэтага ўзроўню.

Будова электроннай абалонкі атамаў ўсталёўвае, што ў першай абалонцы можа быць не больш за два атамаў, а ў чацвёртай - не больш за 32. Знешні, завершаны ўзровень змяшчае не больш за 8 электронаў. Пласты, дзе электронаў менш, лічацца незавершанымі.