The Schrödingerův atomový model byl vyvinut Erwinem Schrödingerem v roce 1926. Tento návrh je známý jako kvantově mechanický model atomu a popisuje vlnové chování elektronu.
Schrödinger navrhl, že pohyb elektronů v atomu odpovídal dualitě vln-částice, a v důsledku toho se elektrony mohly pohybovat kolem jádra jako stojaté vlny..
Schrödinger, kterému byla v roce 1933 udělena Nobelova cena za příspěvek k atomové teorii, vyvinul rovnici stejného jména pro výpočet pravděpodobnosti, že elektron je ve specifické poloze.
Rejstřík článků
-Popište pohyb elektronů jako stojaté vlny.
-Elektrony se neustále pohybují, to znamená, že nemají pevnou nebo definovanou polohu v atomu.
-Tento model nepředpovídá umístění elektronu ani nepopisuje cestu, kterou se v atomu ubírá. Jednoduše vytvořte zónu pravděpodobnosti a vyhledejte elektron.
-Tyto oblasti pravděpodobnosti se nazývají atomové orbitaly. Orbitaly popisují translační pohyb kolem jádra atomu.
-Tyto atomové orbitaly mají různé energetické úrovně a podúrovně a lze je definovat mezi elektronovými mraky.
-Model neuvažuje o stabilitě jádra, odkazuje pouze na vysvětlení kvantové mechaniky spojené s pohybem elektronů v atomu..
Schrödingerův atomový model je založen na Broglieho hypotéze, stejně jako na předchozích atomových modelech Bohra a Sommerfelda.
Broglie navrhl, že stejně jako vlny mají vlastnosti částic, mají částice také vlastnosti vln, které mají přidruženou vlnovou délku. Něco, co v té době vyvolalo velké očekávání, je sám Albert Einstein, který podporuje jeho teorii.
De Broglieova teorie však měla nedostatek, kterým bylo, že význam samotné myšlenky nebyl dobře pochopen: elektron může být vlna, ale čeho? Tehdy se zdá, že postava Schrödingera dává odpověď.
Rakouský fyzik se při tom spoléhal na Youngův experiment a na základě svých vlastních pozorování vytvořil matematický výraz, který nese jeho jméno.
Zde jsou vědecké základy tohoto atomového modelu:
De Broglieho hypotézu o vlnité a korpuskulární povaze hmoty lze demonstrovat pomocí Youngova experimentu, známého také jako experiment s dvojitou štěrbinou..
Anglický vědec Thomas Young položil základy Schrödingerova atomového modelu, když v roce 1801 provedl experiment k ověření vlnové povahy světla.
Během experimentů Young rozdělil vyzařování paprsku světla procházejícího malým otvorem skrz pozorovací komoru. Toto rozdělení je dosaženo použitím karty o průměru 0,2 mm, která je umístěna rovnoběžně s paprskem..
Návrh experimentu byl proveden tak, že paprsek světla byl širší než karta, takže při vodorovném umístění karty byl paprsek rozdělen na dvě přibližně stejné části. Výstup světelných paprsků byl směrován zrcadlem.
Oba paprsky světla narazily na zeď v temné místnosti. Tam byl prokázán interferenční obrazec mezi dvěma vlnami, který demonstroval, že světlo se může chovat jak jako částice, tak jako vlna..
O století později Albert Einsten tuto myšlenku posílil pomocí principů kvantové mechaniky..
Schrödinger vyvinul dva matematické modely rozlišující, co se stane, podle toho, zda se kvantový stav mění s časem nebo ne.
Pro atomovou analýzu vydal Schrödinger na konci roku 1926 Schrödingerovu rovnici nezávislou na čase, která je založena na skutečnosti, že vlnové funkce se chovají jako stojaté vlny.
To znamená, že vlna se nepohybuje, její uzly, tj. Její rovnovážné body, slouží jako otočný bod pro pohyb zbytku struktury kolem nich, což popisuje konkrétní frekvenci a amplitudu..
Schrödinger definoval vlny, které popisují elektrony jako stacionární nebo orbitální stavy, a ty jsou zase spojeny s různými energetickými hladinami.
Časově nezávislá Schrödingerova rovnice je následující:
Kde:
A: konstanta proporcionality.
Ψ: vlnová funkce kvantového systému.
Η ̂: Hamiltonovský operátor.
Časově nezávislá Schrödingerova rovnice se používá, když pozorovatelné představující celkovou energii systému, známé jako hamiltonovský operátor, nezávisí na čase. Funkce, která popisuje celkový vlnový pohyb, však bude vždy záviset na čase..
Schrödingerova rovnice naznačuje, že pokud máme vlnovou funkci Ψ a působí na ni Hamiltonovský operátor, konstanta proporcionality E představuje celkovou energii kvantového systému v jednom ze stacionárních stavů.
Aplikováno na Schrödingerův atomový model, pokud se elektron pohybuje v definovaném prostoru, existují diskrétní energetické hodnoty a pokud se elektron pohybuje volně v prostoru, existují kontinuální energetické intervaly.
Z matematického hlediska existuje několik řešení pro Schrödingerovu rovnici, každé řešení implikuje jinou hodnotu pro konstantu proporcionality E.
Podle Heisenbergova principu nejistoty není možné odhadnout polohu a energii elektronu. V důsledku toho vědci uznávají, že odhad umístění elektronu v atomu je nepřesný..
Postuláty Schrödingerova atomového modelu jsou následující:
-Elektrony se chovají jako stojaté vlny, které jsou rozloženy v prostoru podle vlnové funkce Ψ.
-Elektrony se pohybují uvnitř atomu na orbitálech. Jedná se o oblasti, kde je pravděpodobnost nalezení elektronu podstatně vyšší. Uvedená pravděpodobnost je úměrná druhé mocnině vlnové funkce Ψdva.
Elektronová konfigurace Schrödinguerova atomového modelu vysvětluje periodické vlastnosti atomů a vazby, které tvoří.
Schrödingerův atomový model však nezohledňuje rotaci elektronů, ani nezohledňuje variace chování rychlých elektronů v důsledku relativistických efektů..
Atomový model de Broglie.
Chadwickův atomový model.
Heisenbergův atomový model.
Perrinův atomový model.
Thomsonův atomový model.
Daltonův atomový model.
Atomový model Dirac Jordan.
Atomový model Demokrita.
Atomový model Leucippus.
Bohrův atomový model.
Sommerfeldův atomový model.
Aktuální atomový model.
Zatím žádné komentáře