http://brain.fuw.edu.pl/edu/index.php?title=Chemia/Budowa_atomu&feed=atom&action=historyChemia/Budowa atomu - Historia wersji2024-03-29T07:05:33ZHistoria wersji tej strony wikiMediaWiki 1.34.1http://brain.fuw.edu.pl/edu/index.php?title=Chemia/Budowa_atomu&diff=3305&oldid=prevMagdaz o 11:13, 4 cze 20152015-06-04T11:13:40Z<p></p>
<table class="diff diff-contentalign-left" data-mw="interface">
<col class="diff-marker" />
<col class="diff-content" />
<col class="diff-marker" />
<col class="diff-content" />
<tr class="diff-title" lang="pl">
<td colspan="2" style="background-color: #fff; color: #222; text-align: center;">← poprzednia wersja</td>
<td colspan="2" style="background-color: #fff; color: #222; text-align: center;">Wersja z 11:13, 4 cze 2015</td>
</tr><tr><td colspan="2" class="diff-lineno" id="mw-diff-left-l53" >Linia 53:</td>
<td colspan="2" class="diff-lineno">Linia 53:</td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>| Model atomu Schrödingera </div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>| Model atomu Schrödingera </div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>|}</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>|}</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Modele zaproponowane przez [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] i [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Niels_Bohr|Bohra]] były oparte na [[Fizyka:Wykład_z_Fizyki_I/Dynamika|prawach fizyki klasycznej Newtona]]. Mechanika klasyczna pozwala dokładnie określić położenie i pęd obiektów materialnych w każdym punkcie czasowym oraz przewiduje możliwość wzbudzenia ruchów translacyjnych, rotacyjnych i oscylacyjnych do dowolnych wartości energii pod wpływem przyłożenia siły.</div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Modele zaproponowane przez [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] i [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Niels_Bohr|Bohra]] były oparte na [[Fizyka:Wykład_z_Fizyki_I/Dynamika|prawach fizyki klasycznej Newtona]]. Mechanika klasyczna pozwala dokładnie określić położenie i pęd obiektów materialnych w każdym punkcie czasowym oraz przewiduje możliwość wzbudzenia ruchów translacyjnych, rotacyjnych i oscylacyjnych do dowolnych wartości energii pod wpływem przyłożenia siły.</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>===Model planetarny [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] (1911) ===</div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>===Model planetarny [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] (1911) ===</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>W centralnej części atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, dookoła którego krążą elektrony po torach kołowych lub eliptycznych.</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>W centralnej części atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, dookoła którego krążą elektrony po torach kołowych lub eliptycznych.</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>===Model [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Niels_Bohr|Bohra]] (1913)===</div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>===Model [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Niels_Bohr|Bohra]] (1913)===</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Elektron w atomie może przebywać w ściśle określonych stanach o określonej energii. Podczas przejścia elektronu ze stanu o wyższej energii (E<sub>2</sub>) do stanu o niższej energii (E<sub>1</sub>) następuje emisja energii, natomiast przejście ze stanu (<sub>E1</sub>) do stanu (E<sub>2</sub>) wymaga absorpcji energii</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Elektron w atomie może przebywać w ściśle określonych stanach o określonej energii. Podczas przejścia elektronu ze stanu o wyższej energii (E<sub>2</sub>) do stanu o niższej energii (E<sub>1</sub>) następuje emisja energii, natomiast przejście ze stanu (<sub>E1</sub>) do stanu (E<sub>2</sub>) wymaga absorpcji energii</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>:E<sub>2</sub> - E<sub>1</sub> = hν</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>:E<sub>2</sub> - E<sub>1</sub> = hν</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Teoria [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Niels_Bohr|Bohra]] wyjaśniała emisje fal świetlnych pozwalającą wytłumaczyć widmo emisyjne atomu wodoru oraz atomów wodoropodobnych (brak możliwości opisu pozostałych atomów).</div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Teoria [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Niels_Bohr|Bohra]] wyjaśniała emisje fal świetlnych pozwalającą wytłumaczyć widmo emisyjne atomu wodoru oraz atomów wodoropodobnych (brak możliwości opisu pozostałych atomów).</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>== Przełomowe doświadczenia w badaniach nad strukturą atomów==</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>== Przełomowe doświadczenia w badaniach nad strukturą atomów==</div></td></tr>
<tr><td colspan="2" class="diff-lineno" id="mw-diff-left-l73" >Linia 73:</td>
<td colspan="2" class="diff-lineno">Linia 73:</td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Falowa natura elektronu==</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Falowa natura elektronu==</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><ul><li>[[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Louis de Broglie|Louis de Broglie]] (1924) przypisał elektronom właściwości korpuskularne oraz falowe (dualizm korpuskularno-falowy) wyrażone wzorem<br/></div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><ul><li>[[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Louis de Broglie|Louis de Broglie]] (1924) przypisał elektronom właściwości korpuskularne oraz falowe (dualizm korpuskularno-falowy) wyrażone wzorem<br/></div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>:<math>\lambda=\frac h {mv}</math><br/></div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>:<math>\lambda=\frac h {mv}</math><br/></div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>gdzie ''m'' oznacza masę cząstki, ''v'' &mdash; prędkość , ''h'' &mdash; stałą Plancka.</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>gdzie ''m'' oznacza masę cząstki, ''v'' &mdash; prędkość , ''h'' &mdash; stałą Plancka.</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><li>Doświadczalne potwierdzenie dualizmu elektronu nastąpiło w roku 1927, kiedy odkryto zjawisko dyfrakcji elektronów ([[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Clinton_Joseph_Davisson|C.J. Davisson]], [[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:Lester_Germer|L.H. Germer]]).</div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><li>Doświadczalne potwierdzenie dualizmu elektronu nastąpiło w roku 1927, kiedy odkryto zjawisko dyfrakcji elektronów ([[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Clinton_Joseph_Davisson|C.J. Davisson]], [[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:Lester_Germer|L.H. Germer]]).</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><li>W przypadku cząstek elementarnych niemożliwe jest równoczesne dokładne określenie położenia i pędu (zasada nieoznaczoności Heisenberga).<br/></div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div><li>W przypadku cząstek elementarnych niemożliwe jest równoczesne dokładne określenie położenia i pędu (zasada nieoznaczoności Heisenberga).<br/></div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Zasada nieoznaczoności wyrażana jest w postaci<br/></div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>Zasada nieoznaczoności wyrażana jest w postaci<br/></div></td></tr>
<tr><td colspan="2" class="diff-lineno" id="mw-diff-left-l152" >Linia 152:</td>
<td colspan="2" class="diff-lineno">Linia 152:</td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Orbitale w atomach wieloelektronowych==</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Orbitale w atomach wieloelektronowych==</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Dla atomów wieloelektronowych równanie falowe ma tak skomplikowaną postać, że nie można go rozwiązać w sposób ścisły (problemem jest konieczność uwzględnienia współrzędnych wszystkich elektronów oraz oddziaływań pomiędzy nimi).</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Dla atomów wieloelektronowych równanie falowe ma tak skomplikowaną postać, że nie można go rozwiązać w sposób ścisły (problemem jest konieczność uwzględnienia współrzędnych wszystkich elektronów oraz oddziaływań pomiędzy nimi).</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'>−</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Możliwe jest uzyskanie rozwiązań przybliżonych za pomocą metody pola samouzgodnionego ([[wikien:Douglas_Hartree|Hartree]]-[[<del class="diffchange diffchange-inline">wikipl</del>:/Władimir_Fok|Focka]]), w której rozpatruje się ruch poszczególnych elektronów w uśrednionym polu elektrycznym innych elektronów. Pozwala to na opisanie każdego elektronu oddzielną funkcją falową, uwzględniającą tylko współrzędne opisywanego elektronu. Działanie takie nazywa się przybliżeniem jednoelektronowym, a funkcja falowa opisująca zachowanie się wszystkich elektronów jest iloczynem orbitali jednoelektronowych </div></td><td class='diff-marker'>+</td><td style="color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Możliwe jest uzyskanie rozwiązań przybliżonych za pomocą metody pola samouzgodnionego ([[wikien:Douglas_Hartree|Hartree]]-[[<ins class="diffchange diffchange-inline">Wikipedia:pl</ins>:/Władimir_Fok|Focka]]), w której rozpatruje się ruch poszczególnych elektronów w uśrednionym polu elektrycznym innych elektronów. Pozwala to na opisanie każdego elektronu oddzielną funkcją falową, uwzględniającą tylko współrzędne opisywanego elektronu. Działanie takie nazywa się przybliżeniem jednoelektronowym, a funkcja falowa opisująca zachowanie się wszystkich elektronów jest iloczynem orbitali jednoelektronowych </div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Istotna różnica pomiędzy atomem wodoru a atomami wieloelektronowymi polega na tym, że o energii elektronu w atomie wodoru decyduje wyłącznie główna liczba kwantowa, podczas gdy w pozostałych atomach na energie elektronów wpływa również orbitalna liczba kwantowa.</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>*Istotna różnica pomiędzy atomem wodoru a atomami wieloelektronowymi polega na tym, że o energii elektronu w atomie wodoru decyduje wyłącznie główna liczba kwantowa, podczas gdy w pozostałych atomach na energie elektronów wpływa również orbitalna liczba kwantowa.</div></td></tr>
<tr><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Zapełnianie powłok elektronowych==</div></td><td class='diff-marker'> </td><td style="background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;"><div>==Zapełnianie powłok elektronowych==</div></td></tr>
</table>Magdazhttp://brain.fuw.edu.pl/edu/index.php?title=Chemia/Budowa_atomu&diff=3200&oldid=prevMagdaz: Utworzono nową stronę "==Atom i pierwiastek — podstawowe definicje == Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka zachowującą jego właściwości. Zbudowany jest z jądra atomowego o..."2015-06-03T18:08:17Z<p>Utworzono nową stronę "==Atom i pierwiastek — podstawowe definicje == Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka zachowującą jego właściwości. Zbudowany jest z jądra atomowego o..."</p>
<p><b>Nowa strona</b></p><div>==Atom i pierwiastek &mdash; podstawowe definicje ==<br />
Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka zachowującą jego właściwości. Zbudowany jest<br />
z jądra atomowego oraz elektronów. W skład jądra wchodzą protony i neutrony (nukleony). Podstawowe właściwości tych cząstek elementarnych zebrano w tabeli.<br />
<br />
{|class="wikitable"<br />
!Cząstka<br />
!Symbol<br />
!Zapis<br />
!Masa [kg]<br />
!Ładunek [e]<br />
!Ładunek [C]<br />
|-<br />
|proton<br />
|p<br />
|<math>_1^1p</math><br />
|<math>1,6726231 \cdot 10^{-27}</math><br />
| 1<br />
|<math>1,602 \cdot 10^{-19}</math><br />
|-<br />
|neutron<br />
|n<br />
|<math>_1^0n</math><br />
|<math>1,6749286 \cdot 10-27</math><br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|elektron<br />
|e<br />
|<math>_0^{-1}e</math><br />
|<math>9,1093897 \cdot 10^{-31}</math><br />
| -1<br />
|<math>1,602 \cdot 10^{-19}</math><br />
|}<br />
Atom przedstawia się za pomocą symbolu odpowiedniego pierwiastka oraz liczby masowej i atomowej:<br />
<br />
:A &mdash; liczba masowa (liczba nukleonów)<br />
<center><math>_\mathrm{A}^\mathrm{E} Z </math> &mdash; symbol pierwiastka</center><br />
:Z &mdash; liczba atomowa (liczba protonów)<br />
<br />
Pierwiastek chemiczny jest zbiorem atomów o takiej samej liczbie protonów, a nuklid zbiorem atomów o tej samej liczbie atomowej i masowej.<br />
*Izotopy &mdash; atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą masową<br />
*Izobary &mdash; zbiory atomów o takiej samej liczbie masowej<br />
*Izotony &mdash; zbiory atomów o takiej samej liczbie neutronów<br />
Odmiany alotropowe &mdash; odmiany tego samego pierwiastka różniące się liczbą atomów w cząsteczce (tlen i ozon) lub postacią krystaliczną (diament i grafit).<br />
==Modele atomu==<br />
{|class="wikitable"<br />
|[[File:Plum pudding atom.svg|thumb]]<br />
|[[File:Rutherford_atom.svg|thumb]]<br />
|[[File:Hydrogen_eigenstate_n5_l2_m-2.png|thumb]]<br />
|-<br />
| Model atomu Rutherforda <br />
| Model atomu Bohra<br />
| Model atomu Schrödingera <br />
|}<br />
Modele zaproponowane przez [[wikipl:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] i [[wikipl:Niels_Bohr|Bohra]] były oparte na [[Fizyka:Wykład_z_Fizyki_I/Dynamika|prawach fizyki klasycznej Newtona]]. Mechanika klasyczna pozwala dokładnie określić położenie i pęd obiektów materialnych w każdym punkcie czasowym oraz przewiduje możliwość wzbudzenia ruchów translacyjnych, rotacyjnych i oscylacyjnych do dowolnych wartości energii pod wpływem przyłożenia siły.<br />
===Model planetarny [[wikipl:Ernest_Rutherford|Rutherforda]] (1911) ===<br />
W centralnej części atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, dookoła którego krążą elektrony po torach kołowych lub eliptycznych.<br />
===Model [[wikipl:Niels_Bohr|Bohra]] (1913)===<br />
Elektron w atomie może przebywać w ściśle określonych stanach o określonej energii. Podczas przejścia elektronu ze stanu o wyższej energii (E<sub>2</sub>) do stanu o niższej energii (E<sub>1</sub>) następuje emisja energii, natomiast przejście ze stanu (<sub>E1</sub>) do stanu (E<sub>2</sub>) wymaga absorpcji energii<br />
:E<sub>2</sub> - E<sub>1</sub> = hν<br />
Teoria [[wikipl:Niels_Bohr|Bohra]] wyjaśniała emisje fal świetlnych pozwalającą wytłumaczyć widmo emisyjne atomu wodoru oraz atomów wodoropodobnych (brak możliwości opisu pozostałych atomów).<br />
<br />
== Przełomowe doświadczenia w badaniach nad strukturą atomów==<br />
*Elektryczne wyładowania w gazach<br />
*Spektroskopia atomowa<br />
*Efekt fotoelektryczny<br />
===Widmo atomu wodoru===<br />
[[File:Hydrogen transitions.svg|thumb|500px|Linie spektralne tworz grupy o zbliżonych długościach fal, zwane seriami (Lymana, Balmera, Paschena).]]<br />
[[File:Visible spectrum of hydrogen.jpg|500px|thumb|Spektrum widzialne atomu wodoru (seria Balmera).Występowanie dyskretnych linii spektralnych wskazuje, że elektron w atomie może przyjmowad pewne określone energie.]]<br />
[[File:Photoelectric effect.svg|thumb|Efekt fotoelektryczny]]<br />
[[File:Hydrogen discharge tube.jpg|300px|thumb|Wyładowania elektryczne w gazowym wodorze. Strumień elektronów rozszczepia cząsteczki wodoru i wzbudza powstające atomy do wyższych stanów energetycznych. Oddając nadmiar energii atomy emitują promieniowanie, które przechodząc przez pryzmat ulega załamaniu i na ekranie powstaje widmo liniowe gazu.]]<br />
[[File:Simple spectroscope.jpg|thumb|Model prostego spektroskopu złożonego z kartonu ze szczeliną i pryzmatu.]]<br />
<br />
==Falowa natura elektronu==<br />
<ul><li>[[wikipl:Louis de Broglie|Louis de Broglie]] (1924) przypisał elektronom właściwości korpuskularne oraz falowe (dualizm korpuskularno-falowy) wyrażone wzorem<br/><br />
:<math>\lambda=\frac h {mv}</math><br/><br />
gdzie ''m'' oznacza masę cząstki, ''v'' &mdash; prędkość , ''h'' &mdash; stałą Plancka.<br />
<li>Doświadczalne potwierdzenie dualizmu elektronu nastąpiło w roku 1927, kiedy odkryto zjawisko dyfrakcji elektronów ([[wikipl:Clinton_Joseph_Davisson|C.J. Davisson]], [[wikipl:Lester_Germer|L.H. Germer]]).<br />
<li>W przypadku cząstek elementarnych niemożliwe jest równoczesne dokładne określenie położenia i pędu (zasada nieoznaczoności Heisenberga).<br/><br />
Zasada nieoznaczoności wyrażana jest w postaci<br/><br />
:<math>\Delta x\Delta p_x \geq \frac{h}{4\pi}</math><br/><br />
gdzie <math>\Delta x</math> jest miarą niedokładności oznaczenia współrzędnej określającej położenie cząstki, a <math>\Delta p_x</math> miarą niedokładności oznaczenia pędu cząstki.<br />
</ul><br />
<br />
==Równanie Schrödingera==<br />
Równanie Schrödingera opisuje ruch cząstek. Funkcja będąca jego rozwiązaniem, nazywana funkcją falową (<math>\Psi</math>), opisuje stan pojedynczej cząstki lub wielu cząstek.<br />
:<math>\frac{\partial^2 \Psi}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 \Psi}{\partial y^2}+ \frac{\partial^2 \Psi}{\partial z^2} +\frac{8\pi m}{h^2}\left(E\Psi-V\Psi\right)=0</math><br />
Kwadrat bezwzględnej wartości funkcji <math>\Psi</math> jest miarą gęstości elektronowej w różnych obszarach wokół jądra<br />
:<math>\rho(x,y,z) = |\Psi(x,y,z)|^2\;</math><br />
Dla atomu wodoru funkcje falowe można dokładnie wyznaczyć, jednak tylko niektóre z nich, tzw. funkcje porządne (ciągłe, jednoznaczne i przyjmujące wartości skończone), nadają się do wyrażenia prawdopodobieństwa napotkania elektronu.<br />
<br />
==Co wynika z postulatów mechaniki kwantowej?==<br />
*Nie da się określić toru elektronu, lecz jedynie prawdopodobieństwo jego znalezienia w wybranym rejonie przestrzeni wokół jądrowej. Przyjmuje się, że elektron wytwarza chmurę ładunku ujemnego wokół jądra a kształt chmury zależy od stanu kwantowego.<br />
*Ruch elektronu jest opisywany za pomocą równania Schrödingera, którego rozwiązaniem są funkcje falowe. Znajomość tych funkcji pozwala na obliczanie różnych wielkości związanych z ruchem elektronu.<br />
*W zależności od wartości parametrów charakteryzujących stan elektronu wprowadzono umowną, trójstopniową klasyfikację stanów kwantowych: '''powłoki''', '''podpowłoki''', '''poziomy orbitalne'''.<br />
<br />
==Cechy mikroświata==<br />
Wielkości fizyczne związane z ruchem cząstki nie mogą przyjmować wartości dowolnych &mdash; są to wielkości skwantowane.<br />
<br />
W przypadku elektronu kwantowaniu podlega 5 parametrów ruchu:<br />
* energia,<br />
* orbitalny moment pędu,<br />
* orientacja przestrzenna orbitalnego momentu pędu,<br />
* spin,<br />
* orientacja przestrzenna spinu.<br />
Stan elektronu określony za pomocą wartości poszczególnych parametrów jest nazywany stanem kwantowym.<br />
<br />
==Energia atomu wodoru==<br />
Rozwiązaniem równania Schrödingera mogą być funkcje porządne tylko wtedy, gdy energia elektronu w atomie o liczbie atomowej Z wyraża się równaniem<br />
:<math>E= -\frac{m_ee^4Z^2}{8\varepsilon_0^2h^2n^2}</math><br />
gdzie ''n'' - główna liczba kwantowa, która może przybierać wartości kolejnych liczb naturalnych, ''e'' - ładunek elementarny, <math>m_e</math> &mdash; masa elektronu, <math>\varepsilon_0</math> &mdash; przenikalność elektryczna próżni, ''h'' &mdash; stała Plancka.<br />
<br />
Energia elektronu w atomie wodoru może przyjmować następujące wartości:<br />
*E<sub>1</sub> =-13,59 eV dla ''n'' = 1<br />
*E<sub>2</sub> =-3,44 eV dla ''n'' = 2<br />
*E<sub>3</sub> =-1,56 eV dla ''n'' = 3<br />
Ujemne wartości energii wynikają z założenia, że energia potencjalna elektronu znajdującego się w nieskończenie dużej odległości od jądra ma wartość zerową, zatem w miarę zbliżania się elektronu do jądra przyjmuje wartości coraz bardziej ujemne.<br />
<br />
Stany kwantowe o takiej samej energii nazywa się '''stanami zdegenerowanymi'''. W atomie wodoru liczba stanów zdegenerowanych wynosi '''<math>2n^2</math>'''.<br />
<br />
Wartość energii (-13,6 eV) wynikającą z warunku kwantowego <math>n = 1</math> posiadają dwa stany kwantowe. Kolejna wartość energii (-3,4 eV) uzyskana dla <math>n = 2</math>, odpowiada 8 stanom kwantowym.<br />
<br />
Zbiór stanów kwantowych o tej samej wartości ''n'' (głównej liczby kwantowej) jest nazywany '''powłoką elektronową''' (zarówno w atomie wodoru, jak i w atomach wieloelektronowych).<br />
<br />
Główna liczba kwantowa ''n'' spełnia następujące funkcje:<br />
*określa liczbę stanów kwantowych w powłoce jako równą <math>2n^2</math>,<br />
*kwantuje energię.<br />
Powłoki elektronowe w atomie (wartości energii dotyczą atomu wodoru):<br />
*<math>n = 1</math> powłoka K zawierająca 2 stany o energii -13,6 eV <br />
*<math>n = 2</math> powłoka L zawierająca 8 stanów o energii -3,4 eV <br />
*<math>n = 3</math> powłoka M zawierająca 18 stanów o energii -1,5 eV <br />
*<math>n = 4</math> powłoka N zawierająca 32 stany o energii -0,85 eV <br />
*<math>n = 5</math> powłoka Q zawierająca 50 stanów o energii -0,54 eV<br />
<br />
== Kwantowanie momentu pędu i spinu==<br />
*Ruch elektronu opisywany jest wielkością wektorową zwaną orbitalnym momentem pędu, co powoduje konieczność oddzielnego kwantowania jego wartości i orientacji przestrzennej .<br />
*Wartość momentu pędu kwantuje poboczna (orbitalna) liczba kwantowa <math>\ell</math>, która może przybierać wartości od 0 do <math>n -1</math>.<br />
*Zbiór stanów kwantowych o tej samej energii i tej samej wartości momentu pędu (czyli zbiór stanów opisywanych tym samym zestawem liczb <math>n</math> i <math>\ell</math>), jest nazywany '''podpowłoką elektronową'''.<br />
*Każda powłoka elektronowa zawiera inną liczbę podpowłok, równą <math>n</math>, które oznacza się symbolami: <math>s</math> (dla <math>l = 0</math>), <math>p</math> (dla <math>l = 1</math>), <math>d</math> (dla <math>l = 2</math>), <math>f</math> (dla <math>l = 3</math>), a dalej alfabetycznie. <br />
*Wektor momentu pędu może przyjmować <math>2l + 1</math> ustawień względem zewnętrznego pola magnetycznego.<br />
*Kwantowanie orientacji przestrzennej wektora momentu pędu polega na znalezieniu rzutów tego wektora na kierunek zewnętrznego pola magnetycznego. Określa je magnetyczna liczba kwantowa <math>(m)</math> przybierająca wartości liczb całkowitych od –l do +l. Zbiór stanów kwantowych o jednakowych wartościach liczb <math>n,\ l,\ m</math> nazywa się '''poziomem orbitalnym'''.<br />
*Wielkość zwaną spinem przypisano ruchowi wewnętrznemu elektronu, odpowiedzialnemu za wytworzenie pola magnetycznego wokół elektronu. Wartość spinu określa spinowa liczba kwantowa <math>(s)</math>, która przyjmuje tylko jedną wartość (½), natomiast wektor spinu może ustawić się względem zewnętrznego pola magnetycznego na dwa sposoby: „spin równoległy” i „spin antyrównoległy”.<br />
*Kwantowanie orientacji przestrzennej spinu wprowadza magnetyczną spinową liczbę kwantową (<math>m_s</math>), która może przyjmować dwie wartości (+ ½) i (- ½).<br />
*'''Poziom orbitalny to 2 stany kwantowe''' opisane tymi samymi liczbami kwantowymi <math>(n,\ l,\ m)</math>, a różniące się orientacją przestrzenną wektora spinu w zewnętrznym polu magnetycznym.<br />
<br />
==Orbitale atomowe wodoru==<br />
*Każdej kombinacji 3 liczb kwantowych <math>(n,\ l,\ m)</math> odpowiada jedna funkcja falowa spełniająca równanie Schrödingera.<br />
*Funkcja taka nazywa się orbitalem atomowym <math>\left(\Psi_{n,l,m}\right)</math>. Liczbę możliwych orbitali odpowiadających poszczególnym wartościom głównej liczby kwantowej (poszczególnym dozwolonym stanom energetycznym atomu wodoru) określa się na podstawie różnych możliwych kombinacji liczb kwantowych.<br />
*Znajomość postaci funkcji stanowiących orbitale atomowe pozwala obliczyć prawdopodobieństwo napotkania elektronu w określonych odległościach od jądra i w określonych kierunkach. <br />
[[Plik:H atom orbitaly.png|thumb|center|500px|Kształty orbitali ''s'', ''p'', ''d'']]<br />
<br />
==Orbitale w atomach wieloelektronowych==<br />
*Dla atomów wieloelektronowych równanie falowe ma tak skomplikowaną postać, że nie można go rozwiązać w sposób ścisły (problemem jest konieczność uwzględnienia współrzędnych wszystkich elektronów oraz oddziaływań pomiędzy nimi).<br />
*Możliwe jest uzyskanie rozwiązań przybliżonych za pomocą metody pola samouzgodnionego ([[wikien:Douglas_Hartree|Hartree]]-[[wikipl:/Władimir_Fok|Focka]]), w której rozpatruje się ruch poszczególnych elektronów w uśrednionym polu elektrycznym innych elektronów. Pozwala to na opisanie każdego elektronu oddzielną funkcją falową, uwzględniającą tylko współrzędne opisywanego elektronu. Działanie takie nazywa się przybliżeniem jednoelektronowym, a funkcja falowa opisująca zachowanie się wszystkich elektronów jest iloczynem orbitali jednoelektronowych <br />
*Istotna różnica pomiędzy atomem wodoru a atomami wieloelektronowymi polega na tym, że o energii elektronu w atomie wodoru decyduje wyłącznie główna liczba kwantowa, podczas gdy w pozostałych atomach na energie elektronów wpływa również orbitalna liczba kwantowa.<br />
==Zapełnianie powłok elektronowych==<br />
*W atomie wieloelektronowym nie może być dwóch elektronów, których stan jest opisywany za pomocą zestawów identycznych liczb kwantowych, muszą się różnić przynajmniej jedną liczbą kwantową. <br />
*Zgodnie z zakazem Pauliego, jeden orbital o liczbach kwantowych n,l,m może opisywać zachowanie się co najwyżej dwóch elektronów różniących się spinową liczbą kwantową.<br />
*Z punktu widzenia właściwości chemicznych znaczenie mają elektrony tworzące najbardziej zewnętrzną powłokę elektronową, tzw. elektrony walencyjne.<br />
*Przyporządkowując elektrony orbitalom zdegenerowanym (o jednakowych energiach), należy je rozmieszczać pojedynczo ze zgodnie skierowanymi spinami, ponieważ zgodnie z regułą Hunda najniższą energię dla danej konfiguracji ma stan o najwyższym możliwym całkowitym spinie.<br />
*Stan, w którym pojawiają się niesparowane elektrony (ze zgodnie skierowanymi spinami) nazywa się stanem trypletowym. Stan, w którym atom nie zawiera żadnego elektronu niesparowanego, nazywa się stanem singletowym.<br />
*W miarę przechodzenia do atomów o coraz większej liczbie atomowej poziomy energetyczne są zajmowane w kolejności, według której wzrasta ich energia.<br />
==Konfiguracje elektronowe pierwiastków==<br />
<ul><br />
<li>Konfiguracją elektronową pierwiastka określa się rozmieszczenie elektronów w podpowłokach i powłokach<br />
<li>Kolejność zapełniania podpowłok elektronami określa reguła <math>n+ l</math>:<br/><br />
:elektrony zajmują w pierwszej kolejności tę podpowłokę, dla której suma <math>(n+l)</math> jest najmniejsza; gdy dwie podpowłoki mają jednakową sumę <math>(n+l)</math> to o kolejności zapełniania decyduje mniejsza wartość <math>n</math>:<br/><br />
:<math>1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^{6}5s^24d^{10}5p^{6}6s^{2}4f^{14}5d^{10}6p^67s^2</math><br/><br />
:Przykładowe konfiguracje:<br/><br />
:<sup>12</sup>Mg <math>1s^2 2s^22p^6 3s^2</math> lub w formie skróconej [Ne]<math>3s^2</math> <br/><br />
:<sup>25</sup>Mn <math>1s^22s^22p^6 3s^23p^6 4s^23d^5</math> lub w formie skróconej [Ar]<math>4s^23d^5</math><br/><br />
</ul></div>Magdaz