III. ΤΟ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η εικόνα του ατόμου που είναι τόσο γνωστή, δηλαδή ο πυρήνας και γύρω του σε τροχιές τα ηλεκτρόνια σαν πλανήτες (το πρότυπο του Rutherford και του Bohr) δεν έχει καμιά σχέση με την πραγματική κατάσταση του ατόμου, όπως αυτή παρουσιάστηκε από τον Erwin Schrödinger (Έρβιν Σρέντινγκερ) το 1926, και την εξίσωση των τροχιακών που περιγράφει την δομή του ατόμου.
Η κβαντομηχανική επέφερε σαρωτικές αλλαγές των ιδεών για την συμπεριφορά της ύλης σε ατομικό επίπεδο και αναγέννησε τη θεωρητική χημεία σχετικά με την μορφή του ατόμου, τον τρόπο ανάπτυξης δεσμών, τα σχήματα των μορίων, τους μηχανισμούς των αντιδράσεων κτλ.
Η ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ
Η γέννηση της κβαντομηχανικής βασίστηκε στις ιδέες λαμπρών ερευνητών που η σημαντικότερες είναι:
- Η κβάντωση της ενέργειας. (Max Planck 1900)
- Η κυματοσωματιδιακή θεωρία. (Louis De Broglie 1924)
- Η αρχή της αβεβαιότητας. (Werner Heisenberg 1925)
- Η εξίσωση του Schrodinger. (Årwin Schrodinger 1926)
Η κβάντωση της ενέργειας. (Max Planck 1900)
Εφωτονίου = h·f
Η κυματοσωματιδιακή θεωρία (Louis De Broglie 1924)
![\[ \lambda =\frac { h }{ p } =\frac { h }{ m \cdot \upsilon } \]](https://www.chem-net.gr/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-48b12809debc190c8583b4a99fe4c213_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
p=ορμή
m=μάζα
υ=ταχύτητα
Η αρχή της αβεβαιότητας (Werner Heisenberg 1925)
Είναι αδύνατος ο ταυτόχρονος καθορισμός της θέσης και της ορμής του ηλεκτρονίου.
![\[ \Delta x\cdot \Delta p_{ x }\ge \frac { h }{ 2\pi } \]](https://www.chem-net.gr/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-78ccb64b5982ae9c0899e4a33863b693_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Δpx =σφάλμα καθορισμού ορμής.
Η εξίσωση του Schrodinger (Årwin Schrodinger 1926)
Η επίλυση της εξίσωσης Schrodinger είναι δυνατόν να γίνει μόνο για το άτομο του υδρογόνου, οι λύσεις της εξίσωσης για το άτομο του υδρογόνου ονομάζονται ατομικά τροχιακά (atomic orbital AO) και συμβολίζονται με το ελληνικό γράμμα ψ
- Τα ΑΟ είναι στην ουσία συναρτήσεις E=ψ(x, y, z) που συσχετίζουν την ενέργεια Ε του ηλεκτρονίου με τις συντεταγμένες x, y, z των θέσεων που μπορεί να βρεθεί το ηλεκτρόνιο του υδρογόνου
- Σε κάθε ΑΟ ψ1 , ψ2 , ψ3 … αντιστοιχεί μία μόνο ενέργεια Ε1 , Ε2 , Ε3 … δηλαδή η ενέργεια των τροχιακών είναι κβαντισμένη
- Όταν δύο ή περισσότερα ατομικά τροχιακά έχουν την ίδια ενέργεια τότε ονομάζονται εκφυλισμένα τροχιακά
- Τα ατομικά τροχιακά υπάρχουν δυνητικά
Το ηλεκτρονικό νέφος
Σύμφωνα με τη θεωρία της αρχής της αβεβαιότητας και των ατομικών τροχιακών, δεν μπορούμε να μιλάμε πλέον για τροχιά του ηλεκτρονίου γιατί δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με ακρίβεια την θέση και την ταχύτητα του, αλλά μπορούμε να υπολογίσουμε την πιθανότητα να βρίσκεται σε ένα σημείο του χώρου με συντεταγμένες (x, y, z) που προκύπτει από την λύση της εξίσωσης Schrodinger.
Έτσι η αναπαράσταση του ηλεκτρονίου γίνεται με την έννοια του ηλεκτρονικού νέφους.
Το ηλεκτρονικό νέφος αποδίδεται με τον πυρήνα μέσα σε ένα νέφος στιγμάτων όπου, τα στίγματα είναι πυκνά στις θέσεις που έχει μεγάλη πιθανότητα (μεγάλη τιμή ψ2) να βρεθεί το ηλεκτρόνιο.
Ειδικότερα το -eψ2 εκφράζει την ηλεκτρονική πυκνότητα του καλούμενου ηλεκτρονικού νέφους.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
- Χημεία Γ’ Λυκείου (Σχολικό βιβλίο)
- Ebbing Gammon, Γενική Χημεία
- Διογένης Κοσμόπουλος (Χημικός)
- wikipedia.org
- libretexts.org
