Атомы: Электронное облако

25-12-2021: UEFIMA.RU:  Электроны в атоме притягиваются к протонам электромагнитной силой. Это связывает электроны в электростатической потенциальной яме, окружающей крошечное ядро. Электрон может уйти только с притоком энергии извне. Чем ближе ядро к электрону, тем больше сила притяжения и, следовательно, энергия, необходимая для выхода. Как и другие частицы, электроны обладают как частицами, так и волновыми свойствами. Электронное облако - это область внутри потенциальной ямы, где каждый электрон образует своего рода трехмерную стоячую волну - форму волны, которая не движется относительно ядра. Это явление описывается атомной орбиталью, математической функцией, которая определяет вероятность того, что электрон окажется в определенном месте, когда мы его измеряем. Существует только определенный дискретный (квантованный) набор этих орбиталей вокруг ядра, все другие возможные формы волны быстро меняют форму на более стабильную. Орбитали могут иметь одно или несколько колец или узлов, различающихся по размеру, форме и ориентации.

Трехмерные орбитальные представления некоторых водородоподобных атомов, показывающие плотности и фазы вероятности (за исключением g- орбиталей и выше).

Каждая орбиталь соответствует энергетическому уровню электрона. Электрон может перейти на более высокий уровень, поглотив фотон с достаточной энергией. При спонтанном излучении он также может переходить на более низкий уровень в противоположном направлении, излучая при этом разницу в энергии как фотон. Различия в энергии, соответствующие различиям в энергии квантовых состояний, характерны для конкретного атома; их можно наблюдать как спектральные линии.

Энергия ионизации - это энергия, необходимая для добавления или вычитания электрона, намного меньшая, чем энергия связи нуклонов. Всего 13,6 эВ энергии необходимо для выброса электрона в установившемся состоянии атома водорода, что намного меньше, чем 2,23 миллиона эВ для расщепления ядра дейтерия. Атомы электрически нейтральны, если они имеют одинаковое количество протонов и электронов, в противном случае они являются положительно или отрицательно заряженными ионами. Электроны, наиболее удаленные от ядра, могут проходить между соседними атомами или совместно использоваться соседними атомами. Таким образом образуются химические связи и молекулы или подобные соединения, такие как ионные или ковалентные. кристаллические сети.