Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Атом действительно очень сложен. И до сих пор не все еще в его строении разгадано и изу­чено. Но основной закон строения атома ока­зался удивительно простым.

В АТОМЕ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ДВУХ ОДИНАКОВЫХ ЭЛЕКТРОНОВ

А разве электроны могут быть разными? Быть может, электрон на Марсе отличается от электрона на Сириусе? Или электроны в атоме железа не похожи на электроны, вращающиеся в атомах водорода? Нет. Физики совершенно точно знают, что все электроны, во всем миро­здании, повсюду совершенно одинаковы.

Чем же тогда они различаются в атоме? Почему от этого зависят химические свой­ства элементов? Как периодический закон Мен­делеева связан со строением атома?

Эти вопросы очень трудны. Хотя они еще не все и не полностью решены наукой, но все же очень много тайн в строении атома уже разга­дано. Хотите узнать их? Тогда прочтите внима­тельно, лучше с карандашом в руках, чтобы самому просчитать все оболочки и орбиты, сле­дующую главу.

КАК ЖЕ ВСЕ-ТАКИ МОЖЕТ ВЫГЛЯДЕТЬ АТОМ?

Конечно, попытка «наглядно» изобразить атом на бумаге совершенно безнадежна. Вся­кий рисунок неподвижен, любое изображение статично. Атом — это вечный вихрь движения. Его нарисовать нельзя. Но графическая схема может все же помочь понять устройство атома, осмыслить результаты опыта и теоретическо­го расчета.

Главные квантовые числа и электронные оболочки атома определяют энергию электронов

Атом сам на языке спектра рассказывает, что электроны, вращающиеся в нем вокруг ядра, различаются между собой. Они расположены на различных расстояниях от ядра, движутся по орбитам разной формы, у них различная скорость, а самое главное — различная энер­гия.

Опыт и квантово-механический расчет по­казывают, что в каждом атоме может быть не-

Рис. 5. Схема всех возможных электронных оболочек и атоме. Диаметры их определяются энергией электрона и пропорцио­нальны главному квантовому числу n.

сколько групп электронов, различающихся меж­ду собой по энергии, которые образуют вокруг атомного ядра несколько электронных оболочек.

На рисунке 5 они обозначены условно окруж­ностями. Возле каждой из оболочек указано целое число: 1, 2, 3 до 7 — это ее главное кван­товое число п. Физики привыкли обозначать главные квантовые числа буквами из середины алфавита по порядку самая близкая к атомному ядру K-оболочка, а затем идут L-, М-, N-, O-, Р- и Q-оболочки. От того, на какой из оболочек находится электрон, и зависит его энергия. Это очень важно. На ближайшей к ядру K-оболочке он обладает наименьшей энергией. Пра­вильнее будет представлять себе электронные оболочки в виде концентрических сфер и счи­тать их изображением энергетических уровней электронов в атоме.

Атом при переходе электрона с одного из внешних уровней на более глубокий излучает один фотон — квант лучистой энергии. Такие пере­ходы электронов в атомах происходят всегда. Поэтому наши глаза и могут видеть.

Побочные квантовые числа определяют тип орбиты

К сожалению, эта простая картина атома не соответствует действительности. Выяснилось, что электроны, принадлежащие к одной и той же оболочке, могут двигаться по орбитам раз-

323