Периодическая система элементов Д.И. Менделеева с точки зрения квантовой теории 1
Основные положения квантовой теории 1
Новая квантовая теория 2
Физический смысл квантовой теории. 4
Периодическая система с позиций квантовой теории 5
Химическая связь и валентность 9
Орбитальная картина химической связи 10
Пространственное распределение электронной плотности 12
Валентность 13
Вероятностный характер химических реакций 16
Литература 22
Основные положения квантовой теории
Одним из источников для развития современной квантовой теории послужили оптические спектры атомов. Ещё в начале XIX в. физики обнаружили, что при нагревании любое вещество излучает свет строго определённых длин волн. Разлагая такой свет с помощью спектроскопа, получают ряды спектральных линий - линейчатые спектры, индивидуальные для каждого элемента, входящего в это вещество.
В 1859 г. Густав Роберт Кирхгоф и Роберт Бунзен разработали метод спектрального анализа. Было установлено, что при нагревании атомы испускают световые волны характерной длины независимо от того, в составе какого вещества эти атомы находятся.
К началу XX в. был накоплен огромный спектроскопический материал. Но как его объяснить? Ведь согласно электродинамике, излучение происходит при неравномерном движении зарядов. Какие же движения зарядов в атоме вызывают излучение? Как должен быть устроен атом, чтобы его излучение имело наблюдаемый спектр?
В 1911 г. Эрнест Резерфорд, исследуя рассеяние а-частиц на золотой фольге, обнаружил, что они отклоняются от первоначального направления на разные углы, а некоторые из них отклоняются на углы, большие 90 градусов, как будто на их пути встречался большой положительный заряд, сконцентрированный в очень малой области пространства. Резерфорд предположил, что атом похож на планетарную систему: положительный заряд сосредоточен в центре, а вокруг вращаются электроны. На основании модели он вывел закон рассеяния а-частиц атомами различных элементов - знаменитую формулу Резерфорда, которая полностью совпала с экспериментальными данными.
Катализатор можно уподобить инструктору-проводнику, который ведет альпинистов (реагирующие молекулы) через горный хребет. Он проводит одну группу через перевал и затем возвращается за следующей. Путь через перевал лежит значительно ниже того, который лежит через вершину (тепловой канал реакции), и группа совершает переход быстрее, чем без проводника (катализатора). Возможно даже, что самостоятельно группа вообще не смогла бы преодолеть хребет. Таким, образом в основе действия катализатора лежит эффект снижения энергии активации, что в конечном итоге увеличивает вероятность протекания реакции.
