Атом

(от греч. Atomos - неделимый) - наименьшая частица хим. Элемента, к-рая ещё является носителем его хим. Св-в. А. Состоит из положительно заряж. Атомного ядра и отрицательно эаряж. Электронов, образующих электронные оболочки А. Число электронов в А. Численно равно заряду ядра, выраж. В электронных единицах (зарядовому числу), к-рое совпадает с атомным номером Z элемента в периодической системе элементов Менделеева. В целом А. Электрически нейтрален. А. Имеет размеры порядка 10-10 м. Размеры ядра А. Порядка 10-14 м. Масса А. Практически совпадает с массой его ядра. Св-ва А. Подчиняются законам квантовой механики, а его энергия квантуется, т. Е. Принимает ряд дискретных значений, соответствующих стационарным состояниям А. (часто их наз. Уровнями энергии).

Стационарное состояние, соответствующее наименьшему значению энергии А., наз. Основным или нормальным, а все остальные - возбуждёнными. В осн. Состоянии свободный А., не подверженный внеш. Воздействиям, может находиться неогранич. Время, в возбуждённом - конечное время, обычно порядка 10 нс. Однако для нек-рых, т.н. Метастабильных, состояний оно может быть значительно больше. Из возбужд. Состояния А. Может перейти в основное или в менее возбуждённое. При этом свободный А. Испускает фотон, энергия к-poro hv=Ei-Ek, где Ei и Ek - энергия А. В исходном и конечном состояниях. Если возбужд. А. Сталкивается с др. Частицей, то он может передать энергию Et - Е* этой частице, не испуская фотон (безызлучат. Переход. Удар 2-го рода). Обратный переход А.

Из состояния с энергией Ek в состояние с энергией Et > Ek может быть осуществлён за счёт поглощения фотона с энергией hv = Et - Ek либо вследствие удара 1-го рода - столкновения с др. Частицей (напр., с электроном), передающей А. Необходимую энергию. Для простейшего А. Водорода (и водородоподобных систем - ионов, содержащих один электрон) состояние А. Определяется значениями четырёх квантовых чисел п, I, т и ms (см. Квантовые числа), характеризующих состояние электрона. Энергия А. Водорода зависит только от гл. Квантового числа п. Для сложных А., содержащих 2 электрона и более, приближённо можно считать, что каждый электрон А. Находится в своём квантовом состоянии, характеризуемом набором четырёх квантовых чисел n, l, m и ms.

В соответствии с Паули принципом а сложном А. Не может быть больше одного электрона, находящегося в данном квантовом состоянии. Электроны, находящиеся в состояниях с заданными значениями гл. Квантового числа п, образуют ряд электронных оболочек. Энергия электрона в сложном А. Зависит не только от гл. Квантового числа п. Но и от азимутального квантового числа l. В зависимости от значения l электроны в каждой оболочке распределяются по подоболочкам. В осн. Состоянии А. Электроны распределяются по оболочкам и подоболочкам т. О. Что полная энергия А. Минимальна. А. Одного и того же элемента могут отличаться по массе вследствие разл. Числа нейтронов в их ядрах (см. Изотопы).