Kvantově mechanický model atomu
atomové orbitaly, kvantová čísla
Kvantově mechanický model atomu
- Modely jádra atomů – kapkový – vysvětluje štěpení jader vazebnou energií
– sloupkový – vysvětluje radioaktivitu
- Modely elektronového obalu
- a) mechanicky materialistické – 1897 J. Thomson – statický model atomu
1911 E. Rutherford – planetární model
1913 N. Bohr – kvantový model
- b) vlnově – mechanické – 1923 L. Broglie – vlnově – mechanický
Planetární model – planetární model atomu, podle kterého kolem jádra obíhají elektrony po určitých dráhách jako planety kolem Slunce
Kvantový model – elektrony mohou obíhat kolem jádra po určitých dráhách s konstantní energií. Ke změně energie může dojít pouze po určitých dávkách – kvantech
Vlnově – mechanický – model atomu, který vychází z teorie nazývané vlnová (kvantová) mechanika. Teorie předpokládá, že elektrony se pohybují kolem jádra nikoli po přesně vymezených dráhách, ale v určitém trojrozměrném prostoru, v němž lze určit polohu elektronu jen s jistou pravděpodobností.
Atomové orbitaly – orbital je prostor s největší pravděpodobností výskytu elektronu
Typy orbitalů – a) orbital s- mají tvar koule
- b) orbital p – tvar prostorové osmičky
- c) orbita d,f – složitější prostorové útvary
Kvantová čísla – používají se k jednoznačnému určení stavu elektronu. Existují 4 kvantová čísla:
Hlavní kvantové číslo n – vyjadřuje velikost orbitalu a tím i energii elektronu. Určuje příslušnost elektronu do jedné ze 7 energet. Vrstev, označují se písmeny K, L, …, P, Q
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
vrstva | K | L | M | N | O | P | Q |
Čím větší má hodnotu hlavní kvant. číslo n, tím větší je velikost orbitalu a energie elektronu.
Vedlejší kvantové číslo l – charakterizuje tvar orbitalu, označuje se písmeny s, p ,d ,f. Tato písmena píšeme za hl. kvant. číslo. Nabývá hodnot od 0 až po (n-1).
Hodnota l | 0 | 1 | 2 | 3 |
písmeno | s | p | d | f |
Magnetické kvant. číslo m – vyjadřuje prostorovou orientaci orbitalu a současně určuje i celkový počet orbitalů daného typu. Nabývá hodnot od -1 do +1.
Spinové kvant. číslo s – udává rotační impuls (spin), nabývá hodnot +1/2, -1/2. Dva elektrony s opačnou hodnotou spinu vytvářejí v témže orbitalu elektronový pár.