Квантовая механическая модель атома.

Вспомните, что корпускулярно-волновая природа электрона, а также, в более широком смысле, его положение и скорость являются дополнительными свойствами. Точно так же, поскольку кинетическая энергия функция скорости, положение и энергия также являются дополнительными свойствами. Следовательно, для электрона с четко определенной энергией его положение известно менее точно.

Вместо этого положение электрона описывается плотностью вероятности электрона, которая отображает вероятность нахождения электрона при определенной энергии. В этом представлении электрон, скорее всего, будет ближе к ядру атома, чем далеко от него. Энергии и распределение вероятностей электрона математически выводятся путем решения уравнения Шредингера, которое объединяет как волновую, так и корпускулярную природу электрона.

Здесь E фактическая энергия электрона, H математический оператор, а пси волновая функция. Решение уравнения Шредингера дает множество возможных волновых функций. Однако именно квадрат волновой функции, пси-квадрат, представляет плотность вероятности электрона.

Плотность точек пропорциональна вероятности на единицу объема нахождения электрона в определенном положении. График пси-квадрат относительно r расстояния от ядра атома показывает, где электрон, скорее всего, может находиться в атоме. Чем больше значение пси-квадрат, тем выше вероятность найти электрон.

Эта конкретная карта представляет плотность вероятности водорода, который имеет 1 электрон. Трехмерная область, в которой наиболее высока вероятность обнаружения электрона определенной энергии, называется орбиталью. Орбитали имеют разные формы, от сферической до более сложных, в зависимости от значений их квантовых чисел.

Эти орбитали не совпадают с орбитами, которые первоначально были описаны Бором в его атомной модели. В модели Бора орбиты представляют собой квантованные уровни энергии. Таким образом, квантово-механическая модель атома, основанная на вероятностях, является наиболее современным представлением строения атома.

Она обеспечивает более точное представление об атоме, изображая плотность вероятности электронов как облако"электронов, окружающее ядро.