Квантово-механічна теорія будови атома

Квантово-механічна теорія будови атома є однією з базових теорій понять у квантовій фізиці, так і у фізиці взагалі. Дана теорія дозволяє нам зрозуміти будову всього матеріального і відкриває завісу таємниці над тим, з чого ж насправді складаються речі. А висновки, виходячи з даної теорії, виходять досить несподівані. Розглянемо будову атома коротко. Отже, з чого ж насправді складається атом? Атом складається з ядра і хмари електронів. Основа атома, його ядро, містить в собі майже всю масу самого атома – понад 99 відсотків. Ядро завжди має позитивний заряд, і він визначає хімічний елемент, частиною якого є атом. Найцікавішим в ядрі атома є те, що він містить в собі практично всю масу атома, але при цьому займає лише одну десятитисячний його обсягу. Що ж з цього випливає? А висновок напрошується вельми несподіваний. Це означає, що щільного речовини в атомі – всього лише одна десятитисячна. А що ж займає все інше? А все інше в атомі – електронне хмара.

Електронне хмара – це не постійна і навіть, по суті, не матеріальна субстанція. Електронне хмара – це лише ймовірність появи електронів в атомі. Тобто ядро ​​займає в атомі лише одну десятитисячний, а все інше – порожнеча. І якщо врахувати, що всі навколишні нас предмети, починаючи від пилинок і закінчуючи небесними тілами, планетами і зірками, складаються з атомів, то виходить, що все матеріальне насправді більш ніж на 99 відсотків складається з порожнечі. Ця теорія здається зовсім неймовірною, а її автор, як мінімум, помиляється людиною, адже речі, існуючі навколо, мають тверду консистенцію, мають вагу і їх можна сприймати. Як же він може складатися з порожнечі? Чи не закралася помилка в цю теорію будови речовини? Але помилки тут ніякої немає.

Всі матеріальні речі здаються щільними лише за рахунок взаємодії між атомами. Речі мають тверду і щільну консистенцію лише за рахунок тяжіння або ж відштовхування між атомами. Це і забезпечує щільність і твердість кристалічної решітки хімічних речовин, з яких і складається все матеріальне. Але, цікавий момент, при зміні, наприклад, температурних умов навколишнього середовища, зв’язку між атомами, тобто їх тяжіння і відштовхування може слабшати, що призводить до ослаблення кристалічної решітки і навіть до її руйнування. Саме цим пояснюється зміна фізичних властивостей речовин при нагріванні. Наприклад, при нагріванні заліза воно стає рідким і йому можна надати будь-яку форму. А при таненні льоду, руйнування кристалічної решітки призводить до зміни стану речовини, і з твердого воно перетворюється в рідкий. Це яскраві приклади ослаблення зв’язків між атомами і, як наслідок, ослаблення або руйнування кристалічної решітки, і дозволяють речовині стати аморфним. А причина таких загадкових метаморфоз якраз в тому, що речовини лише на одну десятитисячний складаються з щільної матерії, а все інше – порожнеча.

І речовини здаються твердими лише через міцних зв’язків між атомами, при ослабленні яких, речовина видозмінюється. Таким чином, квантова теорія будови атома дозволяє абсолютно по-іншому поглянути на навколишній світ.

Засновник теорії атома, Нільс Бор, висунув цікаву концепцію про те, що електрони в атомі не випромінюють енергію постійно, а лише в момент переходу між траєкторіями свого руху. Теорія Бора допомогла пояснити багато внутріатомні процеси, а також зробила прорив в області такої науки, як хімія, пояснюючи кордон таблиці, створеної Менделєєвим. Згідно таблиці Менделєєва, останній елемент, здатний існувати в часі і просторі, має порядковий номер сто тридцять сім, а елементи, починаючи з сто тридцять восьмого, існувати не можуть, так як їх існування суперечить теорії відносності. Також, теорія Бора пояснила природу такого фізичного явища, як атомні спектри.

Це спектри взаємодії вільних атомів, що виникають при випромінюванні енергії між ними. Такі явища характерні для газоподібних, пароподібні речовин і речовин в стані плазми. Таким чином, квантова теорія зробила революцію в світі фізики і дозволила просунутися вченим не тільки в сфері цієї науки, а й у сфері багатьох суміжних наук: хімії, термодинаміки, оптики і філософії. А також дозволила людству проникнути в таємниці природи речей.

Ще дуже багато належить перевернути людству в своїй свідомості, щоб усвідомити природу атомів, зрозуміти принципи їх поведінки і взаємодії. Зрозумівши це, ми зможемо зрозуміти і природу оточуючого нас світу, адже все, що нас оточує, починаючи з пилинок і закінчуючи самим сонцем, та й ми самі – все складається з атомів, природа яких загадкова і дивна і таїть в собі ще масу таємниць.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Лінії Фраунгофера