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原子如何工作

电子可以作为波的行为:原子的量子模型

尽管Bohr模型充分解释了原子光谱是如何工作的,但仍有一些困扰物理学家和化学家的问题:

  • 为什么电子应仅限于指定的能级?
  • 电子为什么不始终散发光?随着电子在圆形轨道(即加速)中改变方向,它们应散发出光。
  • BOHR模型可以很好地解释外壳中一个电子的原子光谱,但对于外壳中有多个电子的人来说不是很好。
  • 为什么只能在第一个外壳中拟合两个电子,为什么在那之后每个外壳中的八个电子?两个和八岁有什么特别之处?

显然,Bohr模型缺少一些东西!

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1924年,一位法国物理学家叫路易斯·德·布罗格利(Louis de Broglie)建议,喜欢,电子可以充当粒子和波(请参阅de Broglie相波动画有关详细信息)。De Broglie的假设很快在实验中得到了证实,这些假设表明电子束可以衍射或弯曲,因为它们通过了类似的缝隙可以。因此,由围绕核局部围绕其轨道中的电子产生的波构成了站立波特定波长,能量和频率(即玻尔的能量水平)就像吉他弦一样,在拔出时会产生常规波。

另一个问题很快遵循了布罗格利的想法。如果电子作为波传播,您能否找到波浪中电子的精确位置?德国物理学家,Werner Heisenberg,在他所说的不确定性原则

  • 要查看其轨道中的电子,您必须在其上发光的光波长比电子波长小。
  • 这种小波长具有高能量
  • 电子将吸收该能量。
  • 吸收的能量将改变电子的位置。

我们永远都不知道动力和位置原子中的电子。因此,海森伯格说,我们不应该将电子视为在细胞核上定义明确的轨道上移动!

考虑到德布罗格利的假设和海森伯格的不确定性原则,奥地利物理学家Erwin Schrodinger得出一组方程或波函数1926年,电子。根据Schrodinger的说法,被限制在轨道中的电子会建立驻波,您只能描述电子可能在哪里的概率。这些概率的分布形成了核周围空间区域轨道。轨道可以描述为电子密度云(看原子与分子轨道查看各种轨道)。云的最密集区域是您找到电子的最大概率,而密度最小的区域是找到电子的最低概率。

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