Каква е вълнуващото състояние на атома

През 1905 г. Дж. Томсън предлага първия модел на структурата на атома, според който той е положително заредена сфера, в която са разположени частици с отрицателен заряд - електрони. Електрическата неутралност на атома се обяснява с равенството на зарядите на сферата и всичките й електрони.

За да замени тази теория през 1911 г. дойде планетарен модел, създаден от Ръдърфорд: в центъра, ядро-звезда, която съставлява по-голямата част от целия атом, орбити около него върти планетни електрони. Обаче в бъдеще резултатите от експериментите поставят под съмнение правилността на този модел. Например, от формулите на Ръдърфорд се вижда, че скоростите на електрона и техните радиуси могат да се променят непрекъснато. В този случай непрекъснатото излъчване ще се наблюдава в целия спектър. Резултатите от експериментите обаче показват линейни спектри на атомите. Съществуват и някои други противоречия. Впоследствие Н. Бор предлага квантов модел структурата на атома. Необходимо е да се отбележи земята и възбуденото състояние на атома. Тази характеристика позволява по-специално да се обясни валентността на елемента.

Развълнуваното състояние на атома е междинен етап между състоянието с нулево ниво на енергия и надвишаването му. То е изключително нестабилно, поради което е краткотрайно - продължителността е милионна от секундата. Развълнуваното състояние на атома се случва, когато му бъде предадена допълнителна енергия. Например, неговият източник може да бъде действащата температура и електромагнитни полета.

В опростена форма класическата теория на атомната структура твърди, че отрицателно заредени неделими частици, електрони, се въртят около ядрото на определени разстояния по кръгови орбити. Всяка орбита не е линия, както изглежда, но енергиен "облак" с няколко електрона. Освен това, всеки електрон има свое собствено въртене (той се върти около оста си). Радиусът на орбитата на всеки електронен зависи от енергийното му ниво, поради което при липса на външно влияние вътрешната структура е достатъчно стабилна. Неговото нарушение - вълнуващото състояние на атома - възниква, когато външната енергия се комуникира. В резултат на това в последните орбити, където силата на взаимодействие с ядрото е малка, двойките завъртания на електроните се разпадат и вследствие на това се осъществява преходът им към незаети клетки. С други думи, в съответствие с закона за опазване на енергията преход на електрона към по-високо енергийните нива е придружен от абсорбцията на квантите.

Нека разгледаме възбуденото състояние на атом на примера на арсенов атом (As). Валенцията му е три. Интересното е, че тази стойност е валидна само за случая, когато елементът е в свободно състояние. Тъй като валентността се определя от броя на непапалните завъртания, когато атомът получава външна енергия в района на последната орбита, се наблюдава сдвояване при прехода на частицата към свободната клетка. В резултат на това орбитата се променя. Тъй като енергийните подове просто променят местата, преходът (рекомбинацията) към земното състояние на атома се придружава от освобождаването на еквивалента на абсорбираната енергия под формата на кванти. Връщайки се към примера с арсен: поради промяната в броя на недържавните завъртания в състояние на възбуда, валентността на елемента съответства на пет.

Схематично всичко това е следното: когато външната енергия се доставя отвън от атом, външните електрони се изместват на по-голямо разстояние от ядрото (радиусът на орбитите се увеличава). Въпреки това, тъй като протона в ядрото остава, общата стойност вътрешна енергия атомът става по-голям. При липса на непрекъснато снабдяване с външна енергия, електронът много бързо се връща към предишната си орбита. В този случай излишъкът от неговата енергия се освобождава под формата на електромагнитно излъчване.