Mejniki znanstvenih odkritij - princip Pauli

Najpomembnejši dosežki fizikov iz preteklosti, ki delajo na terenu struktura snovi na raven e-jedrske energije predstavitve, spadajo v začetek prejšnjega stoletja. Eden takih odkritij v poznavanju microworlda je znan v zgodovini znanosti pod imenom "princip Pauli". Do takrat je postalo jasno, da je kvantna narava pojavov znotraj atoma dramatično spremenila mnoge koncepte o resničnostih microworlda. In kaj je to kvantno? To je določena enota merjenja fizične količine v obliki njenega najmanjšega "deleža", ki ne sme biti manjša od. Na primer, polmer prve elektronske orbite ne sme biti manjši od 5,29middot-10-11 m. Ni pogosto govoriti o razdaljah, manjših od te količine - ne zdi se, da obstajajo.

Quantum je bistvo znanih fizičnih konceptov, kot so masa, sila, energija, razširja ideje o naravi elektronov in drugih delcev, ki tvorijo atom. In seveda, če bi podrobno govorili o "opekah vesolja", so bila oblikovana orodja za njihov opis. Od takrat je za stanje elektrona značilno štiri številke, ki se imenujejo kvantne številke. Različne kombinacije teh številk določajo edini polni in edinstven videz katerega koli elektronov. Takoj, ko je postalo mogoče opisati energijo, prostorsko in notranje stanje elektrona, se je na dnevnem redu pojavilo naslednje vprašanje: kako se lahko elektroni nahajajo okoli jedra v vsakem atomu? Kako so "pakirani"? Študija tega vprašanja je pripeljala do oblikovanja zakona, ki je zdaj znan kot Paulijev princip. Kakšno je njegovo bistvo?

Malo samoizobraževanja

1. Atom v najpreprostejši obliki ima glavne sestavine - jedro in elektroni, ki se nahajajo v središču in v orbitih okoli jedra. Polmeri orbite (označene z n) so vrednosti celih števil, ki se začnejo z enim kvantom - najmanjši možni "del" razdalje. Za primer, ko je n = 1, imamo minimalno "nizko" orbito, po kateri se elektron z najnižjo energijo vrti. Energija Elektron določi kvantno število n, ki se imenuje tudi glavna številka. Upoštevajte, da je za dani polmer n mogoče izračunati število elektronov v tej orbiti s formulo N = 2 (n • n). Zato je enostavno izračunati omejitveno število elektronov v katerikoli orbiti s številom n: prva dva, druga osem, tretja osemnajsta itd. Ta zaključek o polnjenju školjk z elektroni v količini, ki ne presega N, je pomembna točka, ki vsebuje Paulijev princip.

2. Elektron lahko ima energijske podpostavke za vsako glavno raven. Te so označene z l, imenovano strani (ali orbitalni) quantum število in ima lahko vrednost od l 0 do 4. Vrednost l določa prostorsko obliko elektronskega oblaka: sferični, ročke, itd

3. Premikanje elektronov, z drugimi besedami tok toka, vodi k ustvarjanju krožnega magnetnega polja. Toda v tem primeru ima elektronski orbital magnetni moment, za katero je značilno naslednje tretje zaporedje, kvantno število ml. Imenuje se magnetna kvantna številka in je projekcija orbitalnega kotnega momenta elektrona na smeri magnetnega polja. Vrednosti, ki jih lahko vzame število ml, so v območju od -l do + l, ob upoštevanju ničelne vrednosti, vse pa lahko (2l + 1).

4. Končno se zadnja kvantna lastnost elektrona vrti. Vsebuje le 2 znaka ms = + 1/2 in ms = -1 / 2. Fizično bistvo spina je trenutek mehanskega impulza elektronov, ki nima nobene zveze s svojim gibanjem v vesolju.

Povezava med Paulijevim načelom in periodičnim sistemom Mendelejeva

Leta 1925 je v fiziki prišlo do odkritja temeljne lastnosti microworlda, ki je primerljiv samo s tabelo DI Mendelejeva. Prejel je ime svojega "boga" in je od takrat znan kot Paulijev princip. Kemija kot znanost o snovi in ​​njihovih interakcij v okviru periodičnega sistema ni mogla razložiti mnogih mehanizmov procesov, ki se odvijajo pri združevanju atomov, nastajanja molekul itd. Glavni razlog je bil, da se je stopnja detajla atoma s stališča kemije začela na konceptih atomov, elektronov in jedra. Te atomsko-molekularne predstavitve so nastale in nastale pred približno 150 leti - v stoletju pred zadnjim. Malo kasneje, A.M. Butlerov je razvil teorijo kemijskih spojin, nato pa je bil odprt periodično pravo. To nam je omogočilo, da si predstavljamo rojstvo molekule iz atomov in razumemo strukturo atomskega "gospodarstva".

Razumevanje bistva kvantnih značilnosti modela elektronov je postalo mogoče po oblikovanju Paulijevega načela. S pomočjo so razložili sliko razporeditve lupin in vrstni red njihovega polnjenja z elektroni. Bistvo principa je, da lahko elektroni vsebujejo katerikoli sklop zgornjih štirih kvantnih lastnosti, vendar atom v svoji sestavi ne more imeti dveh elektronov, ki so enaki v vseh kvantnih lastnostih.

Glavni rezultat odkritja zakonov strukture atoma, ki vsebuje Paulijev princip, je fizika, tj. Narava pojava, ki sestoji iz polnjenja lupine z elektroni. In to je nato postavilo predpogoje za utemeljitev periodičnega zakona. Tako je "kemična" vsebina zakonov splošne strukture atoma in molekule v fiziki dobila temeljno potrditev z izgradnjo notranje "arhitekture" atoma.