Question

Опиши точечные модели атомов водорода и натрия​

Answer 1

Ответ:

Атом водорода — физико-химическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. В состав атомного ядра как правило входит протон или протон с одним или несколькими нейтронами, образуя изотопы водорода. Электрон преимущественно находится в тонком концентрическом шаровом слое вокруг атомного ядра, образуя электронную оболочку атома. Наиболее вероятный радиус электронной оболочки атома водорода в стабильном состоянии равен боровскому радиусу a0 = 0,529 Å.

Атом водорода имеет специальное значение в квантовой механике и релятивистской квантовой механике, поскольку для него проблема двух тел имеет точное или приближенное аналитическое решение. Эти решения применимы для разных изотопов водорода, с соответствующей коррекцией.

В квантовой механике атом водорода описывается двухчастичной матрицей плотности или двухчастичной волновой функцией. Также упрощённо рассматривается как электрон в электростатическом поле бесконечно тяжёлого атомного ядра, не участвующего в движении (или просто в кулоновском электростатическом потенциале вида 1/r). В этом случае атом водорода описывается редуцированной одночастичной матрицей плотности или волновой функцией.

В 1913 году Нильс Бор предложил модель атома водорода, имеющую множество предположений и упрощений, и вывел из неё спектр излучения водорода. Предположения модели не были полностью правильны, но тем не менее приводили к верным значениям энергетических уровней атома.

Результаты расчётов Бора были подтверждены в 1925—1926 годах строгим квантово-механическим анализом, основанном на уравнении Шрёдингера. Решение уравнения Шрёдингера для электрона в электростатическом поле атомного ядра выводится в аналитической форме. Оно описывает не только уровни энергии электрона и спектр излучения, но и форму атомных орбиталей.

Answer 2

Точечная модель атома представляет атом как точечный заряженный объект, который содержит ядро и электроны, движущиеся вокруг ядра. Эта модель была предложена в начале 20 века и обеспечила основу для понимания строения атомов.

1. Точечная модель атома водорода:
   • Ядро: В атоме водорода есть один протон в ядре. Протон имеет положительный элементарный заряд, равный +1.
   • Электроны: Водающийся вокруг ядра электрон имеет отрицательный элементарный заряд, равный -1. Электрон обращается по определенным орбитам или энергетическим уровням.

Точечная модель водорода весьма проста, но она не учитывает нюансы квантовой механики, такие как квантовые числа, орбитали и вероятностное распределение электронов вокруг ядра. С точки зрения квантовой механики, электроны в атоме водорода находятся в электронных облаках или орбиталях, а не в фиксированных орбитах.

2. Точечная модель атома натрия:
   • Ядро: В атоме натрия есть 11 протонов в ядре, что делает его атомом с атомным номером 11. Это ядро имеет положительный элементарный заряд, равный +11.
   • Электроны: В атоме натрия также есть 11 электронов, которые обращаются вокруг ядра. Первые два электрона заполняют внутренний энергетический уровень (K-оболочку), а остальные девять электронов заполняют следующий энергетический уровень (L-оболочку).

Как и в случае с водородом, точечная модель атома натрия слишком упрощенная и не учитывает сложности квантовой механики. В реальности, электроны в атоме натрия находятся в различных энергетических орбиталях, что определяется их квантовыми числами и спинами. Модель атома натрия также не учитывает явление атомного обмена и взаимодействия электронов внутри атома.

Точечные модели полезны для начального понимания атомов, но для более точного описания и предсказания химических свойств и реакций атомов необходимо использовать более сложные квантовомеханические модели.