Liczby kwantowe

Ta część skupia się na opisie liczb kwantowych, które charakteryzują stan elektronu w atomie. Omówiono cztery liczby kwantowe: główną, poboczną, magnetyczną i spinową.

Definition: Główna liczba kwantowa (n) określa główny stan energetyczny elektronu i jego odległość od jądra atomowego.

Example: Powłoki elektronowe oznaczamy symbolami K, L, M, N, O, P, Q, które odpowiadają głównym liczbom kwantowym od 1 do 7.

Poboczna liczba kwantowa (l) precyzuje stan energetyczny elektronów na danej powłoce i określa przestrzenny kształt orbitali.

Highlight: Poboczna liczba kwantowa przyjmuje wartości od 0 do n-1.

Magnetyczna liczba kwantowa (m) określa liczbę poziomów orbitalnych i orientację orbitali w przestrzeni.

Definition: Magnetyczna liczba kwantowa przyjmuje wartości całkowite od -l do +l, włącznie z zerem.

Spinowa liczba kwantowa (ms) określa własny moment pędu elektronu i przyjmuje dwie wartości: +1/2 lub -1/2.

Highlight: Spin elektronu jest określony przez spinową liczbę kwantową i może przyjmować tylko dwie wartości.

Historia teorii budowy atomu

Rozdział przedstawia ewolucję poglądów na budowę atomu, począwszy od starożytności. Omówiono teorię czterech żywiołów Empedoklesa oraz atomistyczną koncepcję Demokryta i Leukipposa. Następnie przedstawiono atomistyczną teorię Daltona, która zakładała, że materia składa się z niepodzielnych atomów pierwiastków chemicznych.

Highlight: Teoria Daltona zakładała, że atomy danego pierwiastka są jednakowe i mają kształt kuli.

Kolejnym przełomem było odkrycie elektronu przez Thomsona i zaproponowanie przez niego modelu atomu jako dodatniej przestrzeni z zanurzonymi w niej elektronami.

Definition: Model atomu Thomsona zakładał, że atom to ciągła dodatnio naładowana przestrzeń, w której tkwią punktowe elektrony.

Następnie omówiono planetarny model budowy atomu zaproponowany przez Ernesta Rutherforda. Według tego modelu atom składał się z dodatnio naładowanego jądra i krążących wokół niego elektronów.

Highlight: Model budowy atomu Rutherforda wprowadził koncepcję jądra atomowego i krążących wokół niego elektronów.

Rozdział kończy się omówieniem modelu atomu Bohra, który wprowadził pojęcie orbit stacjonarnych i kwantowania energii elektronów.

Definition: Orbita stacjonarna to zamknięty tor, po którym elektrony krążą wokół jądra atomowego, mając ściśle określoną energię.