Федеральное агентство по образованию РФ
Южно− Уральский государственный университет
Кафедра физической химии
РЕФЕРАТ
по предмету: Концепции современного естествознания
на тему: Квантово− механическая модель атома водорода
Челябинск
2005
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СТРОЕНИЕ АТОМА
1.1 Краткая история развития представлений о строении атома
1.2. Модели строения атома
1.3. Строение электронной оболочки атома по Бору
ГЛАВА 2 ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА АТОМА
2.1.Основные положения квантовой механики
2.2. Электронное облако
2.3. Квантово− механическая модель атома
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Целью написания моей научной работы заключалась описание квантово-механической модели атома водорода, и рассказе о законах, на которых основана жизнь микромира.
В 20-е годы XX в. возник новый раздел физики, описывающий движение и взаимодействие микрочастиц - квантовая (или волновая) механика. Она основывается на квантовании энергии, волновом движении микрочастиц.
Прошло много лет с тех, пор как были открыты её основные законы, но данная тема и сегодня заставляет волновать многие научные умы, и по этой причине не теряет своей актуальности.
В данной работе мной были поставлены следующие задачи:
1. Рассказать о начальном этапе развития квантовой механики, о первых представлениях о строении атома, о первых представителях, сделавших значительный вклад в развитии науки.
2. Сформулировать основные законы и постулаты, благодаря которым квантовая механика стала отдельной наукой.
Научная работа состоит из двух частей. Первая часть включает в себя информацию об истории развития представлений о строении атома, моделях строения атома, и строению электронной оболочки атома по Бору.
Во вторую часть работы включены основные положения квантовой механики. Электронному облаку и квантово− механической модели атома посвящены отдельные главы с прилагаемыми к ним схемами и иллюстрациями.
ГЛАВА 1
1.1. Краткая история развития представлений о строении атома
Понятие «атом» возникло и оформилось как система представлений об устройстве окружающего мира в воззрениях древнегреческих философов в 500— 200 гг. до н. э. Левкипп утверждал, что мир состоит из мельчайших частиц и пустоты. Демокрит назвал эти частицы атомами (неделимыми) и считал, что они вечно существуют и способны двигаться. Размеры атомов полагались настолько малыми, что не могли быть измерены. Форма, внешнее различие атомов, как считалось, придают определенные свойства телам. Например, атомы воды — гладкие, они способны перекатываться, и поэтому жидкости свойственна текучесть; атомы железа имеют зубчики, которыми они зацепляются друг за друга, что придает железу свойства твердого тела. Способность атомов самостоятельно взаимодействовать друг с другом была предположена Эпикуром.
ГЛАВА 2
2.1.Основные положения квантовой механики
Современная теория строения атома основана на законах, описывающих движение микрочастиц (микрообъектов). Поскольку массы и размеры микрочастиц чрезвычайно малы по сравнению с массами и размерами макроскопических тел, свойства и закономерности движения отдельной микрочастицы качественно отличаются от свойств и закономерностей движения макроскопическоготела, уже давно изученных классической физикой. В 20-е годы XX в.возник новый раздел физики, описывающий движение и взаимодействия микрочастиц, — квантовая
(или волновая)
механика. Она основывается на представлении о квантовании энергии, волновом характере движения микрочастиц и вероятностном (статистическом) методе описания микрообъектов.
2.3. Квантово− механическая модель атома.
Квантовые числа
. Орбиталь можно однозначно описать с помощью набора целых чисел, называемых квантовыми. Их обозначают: п — главное квантовое число, I — орбитальное квантовое число, mi — магнитное квантовое число.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По окончанию написания данной работы мной были сделаны данные выводы:
1. Атом представляет собой сложную микросистему находящихся в движении элементарных частиц. Он состоит из положительного заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
2. Современная теория строения атома основана на законах, описывающих движение микрочастиц (микрообъектов).
3. Квантование энергии, волновой характер движения микрочастиц, принцип неопределенности − все это показывает, что классическая механика совершенно непригодна для описания поведения микрочастиц.
4. В создании современной теории строения атома особую роль сыграли Эрнест Резерфорд, построивший планетарную модель атома (1911), и Нильс Бор, выдвинувший первую квантовую теорию атома (1913).
5. Волновое уравнение Шредингера, в квантовой механике играет такую же роль, какую законы Ньютона играют в классической механике