При всей своей физической строгости уравнение Шредингера представляло для химика полнейшую абстракцию, однако смысл уравнения при его последовательном решении приобретает вполне конкретное звучание. А именно в ходе решения появляются безразмерные параметры, которые представляют собой не что иное, как квантовые числа: главное (л), орбитальное (/) и магнитное (тД составляющие важнейшую опору боровской модели. Но если в последней они носили в известной степени формальный характер, то в квантово-механической интерпретации они оказались следствием фундаментальных теоретических представлений и их смысл получил более глубокое объяснение.
Боровское понятие «орбита электрона» в квантовомеха-нической модели заменилось представлением об «электронном облаке». Позднее оно было конкретизировано и заменено понятием об атомной орбитали, отвечающей определенной совокупности вероятных положений электрона в атоме, которая описывается функцией у; в первом приближении можно сказать, что квантовые числа л, / и т, определяют геометрию атомной орбитали.
Впервые графическое представление атомных орбиталей было предложено в 1931 г. американским ученым Г.Уайтом. Такого рода изображение схематически представлено на рисунке 2.
Уравнение Шредингера оказалось тем мостом, который перекинулся от представлений квантовой механики к теоретической химии. В 1929 г. английский физик П.Дирак заметил: «Известны основные физические законы, необходимые для построения математической теории ... всех областей химии; трудность состоит лишь в том, что точное применение этих законов приводит к уравнениям, решения которых оказываются слишком сложными»'.
Мы не будем подробно рассматривать вопрос о том, какую именно роль сыграли квантовомеханические представления в разработке количественной теории периодической системы. С этим читатель может ознакомиться в специальных работах2. Здесь лишь отметим, что данный вопрос достаточно сложен.
|