Teoria atomică a materiei otroeniya

Lovirea electroni lumina de la suprafața materialului conductor - un fenomen care este utilizat pe scară largă în prezent în viața de zi cu zi. De exemplu, unele sisteme de alarmă funcționează prin transmiterea luminii vizibile sau raze infrarosii asupra celulei fotovoltaice din care electronii se ciocnesc furnizează circuitului de conductivitate în care este inclusă. În cazul în care calea razei de lumină apare obstacol în lumina senzorului încetează să acționeze, electronii curg opriri, circuitul este rupt - și a declanșat sistemul de alarmă electronic.

Acesta este un fenomen numit efectul fotoelectric, sau, pe scurt, efectul fotoelectric a fost descoperit la sfârșitul secolului al XIX-lea și a pus imediat o serie de întrebări fundamentale, deoarece nimic din ceea ce a fost cunoscut de oamenii de știință cu privire la structura metalelor sau natura luminii, efectul fotoelectric nu este explicat. Nu putem spune că teoria clasică ar interzice lumina disloca electronii din metal. unde electromagnetice în teorie ar putea „flush“ electroni de la un metal la fel ca valurile suprafața mării și transportate la mal bate treptat chips-uri plută ușoare. Cu toate acestea, problema a fost că o astfel de simplă explicație a efectului fotoelectric, în cazul în care acesta a fost imposibil să se limiteze. În primul rând, electronii apar aproape imediat după începerea iradiere. În al doilea rând, efectul fotoelectric, așa cum sa dovedit, chiar și a apărut sub influența celor mai slabe raze de lumină, și cu creșterea intensității energiei de radiație a electronilor eliberați nu este schimbat. Ambele sunt în contradicție clară cu imaginea clasică a interacțiunii luminii cu electroni.

Problema a fost rezolvată în cele din urmă la începutul secolului XX, Albertu Eynshteynu, iar concluziile sale a dat un impuls puternic pentru dezvoltarea mecanicii cuantice. Cu puțin timp înainte ca, Max Planck a arătat că radiația corpului negru poate fi descris în mod adecvat, luând presupunerea că atomii emit și absorb porțiuni fixe de energie de lumină - cuante. El credea că acest fenomen este într-un fel, datorită structurii interne a atomului, dar nu și natura luminii. Cu toate acestea, Einstein a luat ideea lui Planck mai serios și a postulat că însăși lumina este distribuită în pachete discrete de energie, pe care a numit-fotoni. uneori se comporta ca fotoni particule, uneori - (. principiul complementarității vezi) ca niște valuri. În special, interacțiunea cu foton de electroni se poate comporta ca o particula si literalmente bate un electron din atom (această coliziune cu un atom de fotoni poate fi asemănat cu o coliziune a două bile de biliard). Care pentru lovirea ciocnirile de electroni la o astfel de fotoni suficient. În plus, creșterea în intensitate a luminii crește numărul de fotoni (și, prin urmare,

numărul de electroni ejectate), dar nu și energia unui singur foton. Prin urmare, energia și viteza fotoelectronilor individuale ejectat nu depind de intensitatea luminii - dar numai pe frecvența.

Argumentând astfel Einstein derivată următoarea ecuație simplă pentru descrierea fotoelectronilor energetice:

unde - frecvența luminii incidente, și - constanta lui Planck, și f - așa-numitul „funcția de lucru“, adică energia minimă necesară pentru a disloca electroni din atom de metal.

Atomii pot fi conectate între ele, sau de a da și a lua electroni sau partajarea electronilor cu perechi de atomi de carbon adiacenți, sau partajarea electronilor cu mulți alți atomi sau datorită efectelor de polarizare

1854 • Catalizatori și enzime

con. • Teoria 1920 orbitali moleculare

Electronii dintr-un atom ocupă o serie de straturi imbricate (vezi. De atom de bor), în care poate fi supus efectelor celuilalt atom, de regulă, doar electronii din stratul exterior (numit strat de valență). Atunci când electronii din cei doi atomi sunt aranjate astfel încât să existe o forță care deține împreună acești doi atomi, noi spunem că este format dintr-o legătură chimică. Există mai multe tipuri de legături chimice.

Când straturile de electroni exterioare sunt umplute complet, energia totală a atomilor este redusă. De exemplu, un atom de sodiu, pe stratul exterior având un singur electron, dând ușor electronul. In schimb, un atom de clor, care nu are un electron pentru a umple stratul exterior tinde să se atașeze pentru a finaliza nivel de electroni. Atunci când atomii de sodiu și clor sunt adiacente, sodiu donează un electron, și ia-l clor. Astfel atom de sodiu, o sarcină negativă este pierdut, acesta devine încărcat pozitiv ioni de sodiu, un atom de clor, primind electroni suplimentar devine încărcat negativ clor ion. Conform legii lui Coulomb între doi ioni, o atracție electrostatică, ceea ce duce la formarea unei legături chimice, care deține atomii împreună (a se vedea. De asemenea, octeții de obicei).

Pentru aceasta o reacție asociată chimiei Wonderland: reactantului de sodiu rapid și clor gazos foarte toxic, atunci când sunt combinate, formează o sare de masă convențională, este utilizat pe scară largă în nutriție.

Unii atomi de carbon în cauză, în principal pentru a forma diferite legături. Când doi astfel de atomi suficient de apropiate unele de altele, interacțiunea are loc între ele, care poate fi considerată ca un schimb reciproc continuu de electroni. Ca în cazul în care atomul este aruncat unul dintre electronii exterioare ale unui alt atom, apoi prinde un electron dintr-un alt atom și apoi îl aruncă înapoi în joc fără sfârșit al mingii. În conformitate cu legile mecanicii cuantice, acest schimb de electroni provoacă o forță de atracție, care deține atomii împreună.

Faptul că un astfel de atom de carbon, cum ar fi, având patru electroni în stratul exterior poate completa acest strat la opt electroni de valență, pentru a forma legături covalente cu alte patru atomi. Prin urmare, atomii de carbon pot forma molecule cu lanț lung cu ceea ce vedem în sistemele biologice. Unii oameni de știință (inclusiv eu) susțin chiar că, ca urmare a proprietăților atomului de carbon al tuturor formelor de viață în univers, precum și viața de pe Pământ, să fie carbon.

Metalul formează o legătură chimică a unui alt tip. Fiecare atom din metal dă unul sau doi electroni de mobilitate, ca și în cazul în care acești electroni împart cu toți atomii de metal adiacente. Aceste cvasi-electroni formează ceva ca un jeleu, care adăpostește ionii de metale grele pozitive. Toate acestea este o reminiscență a grilajului spațiale tridimensionale de mărgele de sticlă într-un sirop vâscos - dacă vă împinge unul dintre aceste bile, se mișcă un pic, dar își va păstra poziția sa în raport cu cealaltă. In mod similar, atomii de metal sunt perturbate de impacturi externe mecanice, rămân legate între ele datorită „Jelly Electronic“ (sau „gaz de electroni“). De aceea, dacă te-a lovit un ciocan de metal, va dent, dar bucata de metal, cel mai probabil, nu defecte. Este „jeleul electronic“ face metale bune conductoare de electricitate (vezi. Teoria electronului

Liantul chimică definită de electroni de localizare în atomi în raport cu alți electroni și nucleu, iar atracția electrostatică dintre sarcini pozitive și negative

Strict vorbind, aceasta nu este o legătură chimică, în sensul în care am considerat cele anterioare trei tipuri de comunicare. Este, mai degrabă, atracția dintre moleculele individuale. Multe molecule, deși acestea sunt în general neutre (adică au aceeași Suma