Teaduslike avastuste vahe-eesmärgid - Pauli põhimõte

Viimaste füüsikute suurimad saavutused, mis tegelevad aine struktuuri valdkonnaga elektron-tuumareklaamide tasandil , pärinevad möödunud sajandi algusest. Üks sellistest läbimurretest, mis mikrouhete teadmises on, on teaduse ajaloos tuntud "Pauli põhimõtte " nime all. Selleks ajaks sai selgeks, et aatomi nähtuste kvantitatiivne olemus dramaatiliselt muutis paljusid mõtteid mikrolainete tegelikkuste kohta. Ja mis see kvant on? See on teatud füüsikaliste koguste mõõtühik minimaalse "osa" kujul, millest vähem ei saa olla. Näiteks esimese elektroni orbiidi raadius ei tohi olla väiksem kui 5,29 × 10-11 m. See on ebaõige öelda, et kaugus on väiksem kui see summa - neid ei eksisteeri, nagu see oli.

Quantum on tuntud füüsiliste mõistete, nagu mass, jõud, energia, olemus, laiendab ideid elektronide ja teiste aatomi moodustavate osakeste olemuse kohta. Ja loomulikult, et üksikasjalikult rääkida universumi "tellistest", loodi nende kirjeldamiseks tööriistad. Alates sellest ajast iseloomustab elektroni seisundit neli numbrit, mida nimetatakse kvantarvudeks. Nende numbrite erinevad kombinatsioonid määravad ainsa täieliku ja ainulaadse välimuse kõigis elektronides. Niipea kui saab hakata kirjeldama elektroni energiat, ruumilist ja sisemist seisundit, tõusis päevakorda järgmine küsimus: kuidas elektronid, mis igas aatomis võivad olla palju, paiknevad tuuma ümber? Kuidas nad on "pakitud"? Selle küsimuse uurimine viis seaduse, mis on nüüd tuntud kui Pauli põhimõte, sõnastamiseks. Mis on selle olemus?

Pisut enesetunnetust

1. Aatomil on oma lihtsal kujul peamised komponendid - tuum ja elektronid, mis paiknevad vastavalt keskmes ja orbiidil ümber tuuma. Orbitide radia (tähistatud n-ga) arvutavad täisarvu väärtused, alustades ühest kvantist - minimaalne kauguse "osa". Juhul, kui n = 1, on meil minimaalselt "madal" orbiid, mille mööda pöörleb madalaima energiaga elektron. Elektroni energiatase määratakse kvantnumbriga n, mida nimetatakse ka põhinumbriks. Pange tähele, et antud raadiusega n on võimalik arvutada selle orbiidi elektronide arvu valemiga N = 2 (n • n). Siit saab hõlpsasti arvutada iga orbiidiga piiratud arvu elektronide arv n: esimene - kaks, teine - kaheksas, kolmas - kaheksateist jne See järeldus elektronide kestade täitmise kohta summas, mis ei ületa N, on oluline punkt, mis sisaldab Pauli põhimõtet.

2. Elektronil võivad olla igas põhitasandis energia alamtasemed. Neid tähistatakse sümboliga l, mida nimetatakse spin-off (või orbitaalseks) kvantinumbriks ja selle väärtus võib olla vahemikus 0 kuni 4. Arvu l väärtus määrab elektroni pilve ruumilise kuju: sfääriline, hantli jne

3. Elektroni liikumine ehk teisisõnu voolu vool tekitab ringikujulise magnetvälja loomise. Kuid sel juhul on elektronil orbitaalne magnetmoment, mida iseloomustab kolmas järgmine kolbiarv ml. Seda nimetatakse magnetvälja kvant-arvuks ja see on elektroni orbitaalnurga projektsioon magnetvälja suunas. Väärtused, mida number ml võib võtta, jäävad vahemikku -l kuni + 1, võttes arvesse nullväärtust ja kõik need võivad olla (2l + 1).

4. Lõpuks on elektroni viimane kvantifunktsioon. See sisaldab ainult 2 märki ms = + 1/2 ja ms = -1 / 2. Spinni füüsikaline olemus on elektroni mehaanilise impulsi hetk, millel pole mingit seost selle liikumisega ruumis.

Pauli põhimõtte ja perioodilise süsteemi vaheline seos Mendelejevi

Aastal 1925 füüsikast tehti mikrolaia põhiomandi avastamine, võrreldav ainult DI Mendeleyjevi tabeliga. Ta sai oma "ristiisa" nime ja on sellest ajast alates tuntud kui Pauli põhimõte. Keemia kui ainete teadus ja nende interaktsioonid perioodilise süsteemi raames ei saa seletada paljusid aatomite ühendamise, molekulide moodustamise protsesside mehhanisme jne. Peamine põhjus oli see, et aatomi üksikasjalikkus keemia seisukohast algas aatomite, elektronide, tuumade mõistetega. Need aatomi-molekulaarsed kujutlused tekkisid ja tekkisid umbes 150 aastat tagasi - eelmise sajandini. Veidi hiljem, A.M. Butlerov lõi keemiliste ühendite teooria ja seejärel avastati perioodiline seadus. See võimaldas esindada molekuli sündimist aatomitest ja andis arusaama aatomi "majanduse" struktuurist.

Elektroonilise mudeli kvantomaduste sisulikuks mõistmine sai võimalikuks pärast Pauli põhimõtte sõnastamist. Selle abil selgitati pildi korpuste paigutusest ja nende täitmise järjestusest elektronide poolt. Põhimõtte sisuks on see, et elektronidel võib olla ükskõik milline ülaltoodud nelja kvantfunktsiooni komplekt, kuid sellel ei saa aatomil olla kahte elektroni, mis kõikides kvant omadustes on identsed.

Pauli printsiibi sisaldava aatomi struktuuri seaduste avastamise peamine tulemus on füüsika, see tähendab, Nähtuse olemus, mis seisneb elektronide kestade täitmises. Ja see omakorda andis eeldused perioodilise õiguse õigustamiseks. Seega on aatomi ja molekuli üldise struktuuri seaduste "keemiline" sisu saanud füüsika põhikinnituse, ehitades aatomi sisemise "arhitektuuri".