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.

Рис. 6. Схема всех типов электронных орбит только одной N-оболочки атома. Читатель может легко сам начертить такую схему для любой другой оболочки. Только нужно иметь в виду,

что отношение l полуосей в эллипсах должно быть равно (l+1)/n.

ного типа. Недавно еще считали, что их можно представить себе эллиптическими. Теперь ду­мают, что такие попытки просто бесполезны и ненужны. Важно общее число различных типов электронных орбит в каждой оболочке, и очень важно, что все они разные. Физики даже говорят о существовании электронных подоболочек внутри каждой главной оболочки. Их число за­висит от главного квантового числа n и равно ему. Каждый тип орбит, образующих подоболочку, характеризуется побочным квантовым чис­лом l. Как и все квантовые числа, оно тоже це­лое число и может изменяться от 0 до n-1.

На рисунке 6 вы видите попытку изобра­зить в качестве примера типовые орбиты всех подоболочек только одной N-оболочки любого атома.

Физики любят традиции и предпочитают сохранять старые буквенные обозначения для электронных подоболочек: буквы s, p, d и f. Это начальные буквы названий серий спектраль­ных линий: резкая, главная, диффузная и фун­даментальная. Они соответствуют побочным квантовым числам: 0, 1, 2, 3.

Однако и этого мало. Схема атома значитель­но сложнее. Каждая из электронных подобо­лочек состоит из одинаковых орбит, но число этих орбит в них различно.

Число орбит определяется магнитными квантовыми числами

Из того, как ведут себя спектральные линии при излучении атомов в магнитных полях, было

установлено, что в любой из главных электрон­ных оболочек принадлежит к каждому типу строго определенное число электронных орбит. Оно зависит только от второго побочного кван­тового числа и определяется третьим целым числом — «магнитным» квантовым числом т, у которого может быть 2l+1 значений: от -l до +l.

Понять это не очень трудно: каждый элек­трон, вращаясь на орбите вокруг ядра, по су­ществу, представляет собой один виток обмотки, по которому идет электрический ток. При этом возникает магнитное поле, поэтому каждую орбиту в атоме можно рассматривать как пло­ский магнитный листок. При наложении внеш­него магнитного поля каждая электронная орбита будет с этим полем взаимодействовать и будет стремиться занять в атоме определенное положение (рис. 7). Энергия каждой из орбит изменится, и в соответствии с этим изменится и энергия фотонов.

Но и это еще не все.

Число электронов на орбите зависит от спинового квантового числа

Поведение атомов в сильных неоднородных магнитных полях показало, что каждый элек­трон в атоме ведет себя как магнитик. А это указывает на то, что электрон вращается вокруг своей собственной оси, словно планета на орби­те. Это свойство электрона получило образное название «спин» (английское слово «спин», по-русски — «прясть», «вращать»).

Рис. 7. Орбит только одного типа d в одной только электрон­ной оболочке может быть пять. Сообразите сами, в каких обо­лочках возможны такие орбиты. Правильнее представлять себе, что все они различно ориентированы в пространстве.

324