5: Атоми і Періодична таблиця
- Page ID
- 19294
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Все, що вам потрібно знати на першому курсі коледжу про основні поняття квантової теорії, застосовані до атома, і про те, як це визначає організацію періодичної таблиці.
- 5.1: Буквар з квантової теорії
- Квантовий катехізис: елементарне введення в квантову теорію у вигляді «буквара» питання-відповіді, що підкреслює поняття з мінімумом математики.
- 5.2: Кванти - новий погляд на світ
- Справа в тому, що це не тільки по-справжньому, але і служить ключем, який розблокує навіть деякі найпростіші аспекти сучасної хімії. Наша мета на цьому уроці - познайомити вас з цією новою реальністю і надати вам концептуальне розуміння її, яке зробить хімію більш значущою частиною вашого особистого світу.
- 5.3: Світло, частинки та хвилі
- Наш інтуїтивний погляд на «реальний світ» - це той, в якому об'єкти мають певні маси, розміри, місця розташування і швидкості. Як тільки ми спускаємося на атомний рівень, цей простий погляд починає руйнуватися. Це стає абсолютно марним, коли ми рухаємося вниз до субатомного рівня і вважаємо найлегшою з усіх хімічно значущих частинок, електрон. Хімічні властивості конкретного виду атома залежать від розташування і поведінки електронів, що становлять майже весь об'єм
- 5.4: Атом Бора
- Наша мета в цій одиниці - допомогти вам зрозуміти, як має слідувати розташування періодичної таблиці елементів як необхідного наслідку фундаментальних законів квантової поведінки матерії. Сучасна теорія атома повною мірою використовує хвильово-частинкову подвійність речовини. Тому ми представимо теорію напівякісно, підкреслюючи її результати та їх застосування, а не її виведення.
- 5.5: Квантовий атом
- Картина атома, яку Нільс Бор розробив в 1913 році, послужила відправною точкою для сучасної атомної теорії, але не задовго до того, як сам Бор визнав, що досягнення квантової теорії, що відбулися через 1920-і роки, вимагали ще більш революційної зміни в тому, як ми розглядаємо електрон таким, яким він. існує в атомі. Цей урок буде намагатися показати вам цей view— або принаймні частина його, яка може бути оцінена без допомоги більше, ніж невелика кількість математики.
- 5.6: Конфігурації атомних електронів
- Згідно з принципом виключення Паулі, жодні два електрони в одному атомі не можуть мати однаковий набір квантових чисел (n, l, m, s). Це обмежує кількість електронів в даній орбіталі двома (s = ± 1), і це вимагає, щоб атом, що містить більше двох електронів, повинен розміщувати їх у шаблоні стоячої хвилі, що відповідають вищим основним квантовим числам n, що означає, що ці електрони будуть далі від ядра і менш щільно пов'язані нею.
- 5.7: Періодичні властивості елементів
- Періодична таблиця в формі, спочатку опублікованій Дмитром Менделєєвим в 1869 році, була спробою перерахувати хімічні елементи в порядку їх атомних ваг, при цьому розбивши список на рядки таким чином, щоб елементи, що мають схожі фізико-хімічні властивості, поміщалися б в кожну колонку. Форма і організація сучасної таблиці Менделєєва є прямими наслідками атомно-електронної структури елементів.
- 5.8: Чому електрони не потрапляють у ядро?
- Картина електронів, що «обертаються» навколо ядра, як планети навколо Сонця, залишається незмінною не тільки в популярних зображеннях атома, але і в свідомості багатьох з нас, хто знає краще. Пропозиція, вперше зроблене в 1913 році, про те, що відцентрова сила обертового електрона просто точно врівноважує привабливу силу ядра (по аналогії з відцентровою силою Місяця на його орбіті точно протидіє тязі земної гравітації) - приємна картина, але просто неспроможна.