ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отличие квантовомеханического атома от планетарной модели из "Как квантовая механика объясняет химическую связь" Это действительно новая мысль нужно снова и снова напоминать себе о струне гитары и постараться забыть о солнечной системе. [c.44] Но почему же Зачем использовать сложную абстрактную модель вместо простой, планетарной Ответ дает постоянно проводимая в науке проверка полезности каждой модели. Вероятностное описание совпадает со многими разнообразными наблюдениями. Планетарная модель согласуется с данными только одного рода — с уровнями энергии одноэлектронных атомов. Этого слишком мало, особенно если в нашем распоряжении имеется лучшая модель. [c.45] На рис. 1.18 можно заметить огромное отличие в расстояниях протон — электрон для этих двух моделей. Планетарный электрон никогда не подходит к ядру ближе, чем это позволит строго определенный радиус орбиты. Напротив, на рис. 1.18, б плотность вероятности вблизи ядра самая высокая. [c.45] Некоторые ядра нестабильны по отношению к процессу, при котором ядро захватывает электрон и уменьшает свой положительный заряд на единицу. Такой процесс может проходить только, если часть времени электрон находится в непосредственной близости от ядра в соответствии с квантовомеханическим описанием. [c.45] Поскольку в этой части описания мы теперь можем быть уверены, вернемся к недостаткам планетарного атома. Во-первых, Бор был вынужден ввести определенные уровни энергии (введя ограни-чен5 е возможных значений импульса) совершенно неподходящей для этого модели. Модель же Шредингера — модель гитарной струны— словно создана для квантования энергии. Волновое явление с наложенными граничными условиями совершенно естеств.енно приводит к определенным энергетическим уровням. Эти квантованные уровни энергии не кажутся более странным ограничением, а вполне логично вытекают из волнового описания. [c.46] Вторым недостатком планетарной модели, способным вызвать головную боль, является требование, чтобы движение заряженного электрона по криволинейной траектории происходило без излучения и потери энергии. В квантовой механике эта трудность не возникает, поскольку понятие траектория отсутствует. Волновое описание электрона в атоме ничего не говорит о траектории электрона, поэтому вопрос о потери энергии из-за излучения в такой модели вообще не возникает. Более того, нельзя сказать, что траектория существует, а квантовая механика попросту не передает ее. При переходе от классического уравнения движения к квантовомеханическому определенным образом изменился член, соответствующий кинетической энергии. Это изменение можно передать в виде приказа прекратите думать о траекториях — мы не можем приблизиться к природе и передать свойства атомов уравнением движения, в котором содержится понятие траектории . Да, собственно, нам и не о чем жалеть. Если траектории нет, то электрон не должен испускать энергию, — как мы знаем, он и не испускает. [c.46] Но в гроб планетарной модели еще не вбиты самые мощные гвозди. Такая простая картина никогда не могла объяснить строение ни одного многоэлектронного атома, начиная с гелия, и не позволяла сделать хотя бы крошечный шаг вперед в объяснении природы химической связи. Квантовая механика преуспевает и в том, и в другом. Многоэлектронные атомы будут рассмотрены в гл. 2, а в остальных главах книги рассматривается химическая связь в свете квантовомеханических представлений. [c.46] Вернуться к основной статье