Milstolpar vetenskapliga upptäckter - i Pauli principen

De mest betydande framsteg under de senaste fysiker som arbetar inom området för materiens struktur på nivån av elektron kärnkraft vyer, hänvisar till början av förra seklet. En av dessa genombrott i studiet av mikrovärld är känd i vetenskapens historia kallas "Pauli princip." Med tiden blev det klart att den kvantmekaniska karaktären av fenomen som förekommer inom atomen, dramatiskt förändra många begrepp om verkligheten i mikrokosmos. Och vad är det - kvant? Denna typ av en fysisk kvantitet mätenhet i form av sitt lägsta "del" nedan, som inte kan vara. Till exempel kan radien av den första elektronomloppsbana inte vara mindre än 5,29 · 10-11 m Avstånd mindre än detta värde är felaktigt att säga -. De skulle inte existera.

Quantum är välbekanta fysikaliska begrepp, som är den massa, kraft, energi, expanderar förståelse av den typ av elektroner och andra partiklar som utgör atomen. Och, naturligtvis, med förbehåll för att tala om 'byggstenarna i universum", har skapat verktyg för att beskriva dem. Sedan dess är tillståndet i elektronkännetecknas av fyra siffror, som kallas kvant. Olika kombinationer av dessa siffror bestäms bara full och unikt utseende varje elektron. När det blev möjligt att beskriva energi, utrymme och interna tillstånd av elektron, på dagordningen fick följande fråga - och hur elektroner som varje atom kan vara många, ligger runt kärnan? Hur de "packade"? Studiet av denna fråga har lett till utformningen av lagen, som nu kallas principen Pauli utslagning. Vad är dess väsen?

Lite självstudier

1. atom i sin enklaste form har huvudkomponenter - kärna och elektroner är anordnade respektive i centrum och i en bana runt kärnan. Radierna för banor (betecknade n) ta på värden av heltal med början med ett kvant - minsta möjliga "delar" avstånd. För det fall då n = 1, har vi det lägsta "låg" omloppsbana, med vilken elektrons snurrar med den lägsta energin. Energinivån hos elektronen bestäms av kvanttalet n, som också kallas den huvudsakliga. Observera att för en given radie av n kan beräkna antalet elektroner i denna bana genom formeln N = 2 (n • n). Detta lätt beräknas gränsen antalet elektroner på omloppsbana med valfritt antal n: den första - två, i den andra - åtta i den tredje - arton, etc. Denna slutsats av fyllningen av skalen i en mängd av elektroner som inte överstiger N, - är en viktig punkt som innehåller principen Pauli utslagning.

2. Elektronisk energi och kan ha underlager varje större nivå. De är betecknade med l, kallas sida (eller orbital) kvantnummer och kan ha ett värde från l 0 till 4. Värdet av l bestämmer den rumsliga formen av elektronmolnet: sfärisk, hantel, etc.

3. Förflyttningen av elektron, med andra ord, leder strömflödet till skapandet av ett cirkulärt magnetfält. Men i detta fall, är elektronomlopps det magnetiska momentet, som kännetecknas av en annan, den tredje, den kvanttalet ml. Det kallas magnetiska kvanttalet och en projektion av den orbitala rörelsemängd av en elektron i magnetfältet riktningen. De värden som kan ta det antal ml, ligga i intervallet från -l till + l, med nollvärdet, och alla av dem kan vara (2l + 1).

4. Slutligen, den sista egenskap hos kvant elektron - spinn. Den innefattar endast två särdrags ms = + 1/2 och ms = -1 / 2. Den fysiska väsen spin - en mekanisk ögonblick av dynamiken i elektron, som inte har något samband med dess rörelse i rymden.

Meddelande från Pauli princip och det periodiska systemet DI Mendeleev

År 1925 upptäckten i fysik av de grundläggande egenskaperna hos mikrovärld gjordes jämförbar betydelse endast Mendeleev tabellen. Den fick namnet på hans "gudfader" och har sedan dess varit känd som principen Pauli utslagning. Kemi som vetenskapen om material och deras interaktioner inom ramen för det periodiska systemet inte kunde förklara många av de mekanismer för processer som äger rum vid sammanslutning av atomer, molekyler, och utbildning, etc. Det främsta skälet var att nivån av detaljer i atom, i termer av kemi, började atom begrepp elektron kärna. Dessa atommolekyl begrepp har dykt upp och etablerat sig cirka 150 år sedan - på artonhundratalet. Lite senare, AM Butlerof utvecklat en teori av kemiska föreningar, och sedan upptäcktes det periodiska lagen. Detta tillät oss att presentera födelsen av molekyler från atomer och ge en förståelse av atom "ekonomi" av anordningen.

Förstå det väsentliga i de kvantegenskaperna hos elektron modellen blev möjligt efter att ha formulerats av Pauli principen. Med den mottog en förklaring av bildSkalanOrdning och ordningen av fyllnings elektroner. Essensen av principen är att elektronerna kan ha någon kombination av ovanstående fyra kvant funktioner atom men kan inte vara sammansatt av två elektroner, identiska i alla kvant egenskaper.

Det viktigaste resultatet av upptäckten av atomära struktur av lagstiftning, som innehåller principen Pauli utslagning - fysik, dvs. naturen av fenomen, som består i att fylla skal elektroner. Och detta i sin tur gav bakgrunden för att stödja den periodiska lagen. Således "kemisk" innehållet i den allmänna strukturen hos atomer och molekyler lagar mottagna dess grundläggande bekräftelse i fysik genom att bygga intern "arkitektur" av atomen.