АТОМНИЯТ МОДЕЛ НА ШРЬОДИНГЕР: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОСТУЛАТИ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

В атомен модел Шрьодингер е разработен от Erwin Шрьодингер в 1926. Това предложение е известен като квантовата механична модел на атома и описва поведението вълнообразно на електрона.

Шрьодингер предполага, че движението на електроните в атома съответства на двойствеността на вълната-частици и следователно, електроните могат да се движат около ядрото като стоящи вълни.

Шрьодингер, който беше удостоен с Нобелова награда през 1933 г. за приноса си към атомната теория, разработи едноименното уравнение, за да изчисли вероятността, че един електрон е в определено положение.

Характеристики на атомния модел на Schrödinger

1s, 2s и 2p орбитали в натриев атом.

-Опишете движението на електроните като стоящи вълни.

-Електроните се движат постоянно, тоест нямат фиксирана или определена позиция в атома.

-Този модел не предвижда местоположението на електрона, нито описва пътя му в атома. Той просто създава вероятностна зона за локализиране на електрона.

-Тези вероятностни области се наричат ​​атомни орбитали. Орбиталите описват транслационно движение около ядрото на атома.

-Тези атомни орбитали имат различни нива и нива на енергия и могат да бъдат определени между електронните облаци.

-Моделът не обмисля стабилността на ядрото, той се отнася само за обяснение на квантовата механика, свързана с движението на електроните в атома.

Електронната плътност показва вероятността да се намери електрон в близост до ядрото. Колкото по-близо е до ядрото (лилава зона), толкова по-вероятно е, докато ще бъде по-малко, ако се отдалечи от ядрото (лилава зона).

експеримент

Атомният модел на Шрьодингер се основава на хипотезата на Бройли, както и на предишните атомни модели на Бор и Сомерфелд.

Брогли предложи, че точно както вълните имат свойства на частици, частиците имат свойства на вълни, имащи свързана дължина на вълната. Нещо, което породи много очаквания по това време, като самият Алберт Айнщайн подкрепя неговата теория.

Теорията на де Бройли обаче имаше недостатък, който беше, че смисълът на самата идея не е добре разбран: един електрон може да бъде вълна, но на какво? Именно тогава фигурата на Шрьодингер изглежда отговаря.

За да направи това, австрийският физик разчита на експеримента на Йънг и въз основа на собствените си наблюдения разработва математическия израз, който носи неговото име.

Ето научните основи на този атомен модел:

Експериментът на Йънг: първата демонстрация на двойствеността на вълновите частици

Хипотезата на Броли относно вълновия и корпускуларен характер на материята може да бъде демонстрирана с помощта на експеримента на Йънг, известен още като експеримент с двойни процепи.

Английският учен Томас Йънг положи основите на атомния модел на Шрьодингер, когато през 1801 г. той проведе експеримента, за да провери вълновата природа на светлината.

По време на експеримента си Йънг раздели излъчването на лъч светлина, преминаващ през малка дупка през наблюдателна камера. Това разделение се постига чрез използването на карта от 0,2 милиметра, разположена успоредно на лъча.

Дизайнът на експеримента е направен така, че светлинният лъч да е по-широк от картата, като по този начин при поставянето на картата хоризонтално лъчът е разделен на две приблизително равни части. Изходът на светлинните лъчи беше насочен от огледало.

И двата лъча светлина удариха стена в тъмна стая. Там се наблюдаваше интерференционният модел между двете вълни, като по този начин се демонстрира, че светлината може да се държи и като частица, и като вълна.

Век по-късно Алберт Айнстен затвърждава идеята, използвайки принципите на квантовата механика.

Уравнението на Шрьодингер

Шрьодингер разработи два математически модела, като разграничи какво се случва в зависимост от това дали квантовото състояние се променя с времето или не.

За атомния анализ Шрьодингер публикува независимото от времето уравнение на Шрьодингер в края на 1926 г., което се основава на вълновите функции, които се държат като стоящи вълни.

Това означава, че вълната не се движи, нейните възли, тоест нейните равновесни точки, служат като опорна точка за останалата част от структурата да се движи около тях, описвайки определена честота и амплитуда.

Шрьодингер определи вълните, които електроните описват като стационарни или орбитални състояния и те от своя страна са свързани с различни енергийни нива.

Независимото от времето уравнение на Шрьодингер е, както следва:

Където:

Д: константа на пропорционалност.

Ψ: вълнова функция на квантовата система.

Η : Хамилтонов оператор.

Независимото от времето уравнение на Шрьодингер се използва, когато наблюдаваното, представляващо общата енергия на системата, известна като Хамилтонов оператор, не зависи от времето. Функцията, която описва общото движение на вълната, винаги ще зависи от времето.

Уравнението на Шрьодингер показва, че ако имаме вълнова функция Ψ и хамилтоновият оператор действа върху нея, константата на пропорционалност E представлява общата енергия на квантовата система в едно от нейните неподвижни състояния.

Приложен към атомния модел на Шрьодингер, ако електронът се движи в определено пространство, има дискретни стойности на енергията и ако електронът се движи свободно в пространството, има непрекъснати енергийни интервали.

От математическа гледна точка има няколко решения за уравнението на Шрьодингер, всяко решение предполага различна стойност за константата на пропорционалност E.

Според принципа на несигурността на Хайзенберг не е възможно да се оцени положението и енергията на един електрон. Следователно учените признават, че оценката за местоположението на електроните в атома е неточна.

постулати

Постулатите на атомния модел на Шрьодингер са следните:

-Електроните се държат като стоящи вълни, които се разпределят в пространството според вълновата функция Ψ.

-Електроните се движат в атома при описване на орбитали. Това са области, в които вероятността да се намери електрон е значително по-висока. Посочената вероятност е пропорционална на квадрата на вълновата функция Ψ ².

Електронната конфигурация на атомния модел на Шрьодингер обяснява периодичните свойства на атомите и връзките, които образуват.

Атомният модел на Шрьодингер обаче не взема предвид спина на електроните, нито счита за вариации в поведението на бързи електрони поради релативистични ефекти.

Предмети за интерес

Атомен модел на Де Бройл.

Атомен модел на Чадуик.

Атомен модел на Хайзенберг.

Атомен модел на Перин.

Атомен модел на Томсън.

Атомен модел на Далтън.

Атомен модел Dirac Jordan.

Атомен модел на Демокрит.

Атомен модел на Бор.

Атомен модел на Сомерфелд.

Препратки

1. Атомният модел на Schrodinger (2015). Възстановен от: quimicas.net
2. Квантовият механичен модел на атома Възстановен от: en.khanacademy.org
3. Вълновото уравнение на Шрьодингер (sf). Университет Хайме I. Кастелон, Испания Възстановени от: uji.es
4. Съвременна атомна теория: модели (2007). © ABCTE. Възстановено от: abcte.org
5. Атомният модел на Schrodinger (sf). Възстановено от: erwinschrodingerbiography.weebly.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Уравнение на Шрьодингер Възстановено от: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Експериментът на Йънг Възстановено от: es.wikipedia.org