В истории учения о периодичности 1913—1914 гг. имеют совершенно исключительное значение. В эти годы произошло как бы второе «открытие» закона периодичности. Свершился переход представлений о нем на принципиально новую качественную ступень. Сбылось менделеевское предвидение, что причины периодичности следует искать во внутренней механике атомов и частиц, но основные принципы этой механики требовали значительного уточнения.
Казалось весьма вероятным, что свойства элементов каким-то образом связаны с особенностями распределения электронов вокруг атомного ядра, а сами электроны размещаются на определенных оболочках, которые должны иметь конечную емкость. Важнейшая задача, стоявшая теперь на пути развития учения о периодичности, формулировалась следующим образом: установить истинный характер распределения электронов и связать с ним изменение физических и химических свойств элементов.
Но чтобы связать свойства элементов со строением их атомов, требовалось преодолеть внутреннюю противоречивость резерфордовской модели атома. Согласно классической электродинамике электроны, вращающиеся вокруг ядра, рано или поздно должны были «упасть» на него. В действительности же атомы представляли чрезвычайно устойчивые системы.
Квантовая теория атома. Н.Бор в 1913 г. впервые четко сформулировал вывод, что «классическая электродинамика недостаточна для описания частиц атомного размера»'. Этот вывод привел его к разработке квантовой теории строения атома водорода в качестве первого шага и далее к построению моделей атомов всех элементов периодической системы. Применив к атомной теории постоянную Планка, Н. Бор сформулировал два основных постулата: а) атом может существовать, не излучая, в определенных стационарных состояниях, характеризующихся определенным значением энергии; б) поглощение или испускание света происходит квантами лишь при переходе атома из одного стационарного состояния' в другое. Тем самым была устранена противоречивость резерфордовской модели атома.
Работа Н.Бора в 1913 г. явилась важнейшим опорным пунктом для развития представлений о связи свойств элементов со строением атома и далее для разработки теории периодической системы.
Многое теперь зависело от дальнейшей разработки модели атома, прежде всего от уточнения схемы формирования электронных конфигураций атомов пЪ мере роста Z. В свою очередь это было связано- с необходимостью более точной характеристики положения электронов в атоме. Большое значение здесь имело правильное истолкование спектральных данных.
Н. Бору удалось рассчитать спектр атома водорода, причем результаты вычислений совпали с эмпирическими. Н. Бором было показано, что радиусы возможных электронных орбит атома водорода относятся как I2:22:32:...: я2. Величина получила название главного квантового числа. Энергия электрона на орбите определялась по уравнению.
Поскольку все величины, кроме я, постоянны, то тем самым постулировалось, что энергия электрона в атоме водорода зависит от значения главного квантового числа.
|