7.9
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.
Вскоре после того, как де Бройль опубликовал свои идеи о том, что электрон в атоме водорода можно было бы лучше подумать о том, что он представляет со…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.