V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Tento systém obsazování elektronových slupek podslupek atomech, spolu analýzou
vazbové elektrické síly elektronů, umožňuje pochopit nejdůležitější zákonitosti chemického
chování prvků. Tento empiricky
zjištěný periodický zákon zformuloval D. těžších inertních plynů Ar, Kr, Xe, však
k inertnímu chování stačí zaplnění vnější slupky jen elektrony, což souvisí závislostí vazbové energie na
orbitálním kvantovém čísle, důsledku čehož zaplnění některých podslupek může stát energeticky nevýhodným.
Pauliho vylučovacího principu stejném kvantovém stavu může být pouze jeden elektron,
takže pokud jsou nejnižší energetické hladiny obsazeny, musejí další elektrony obsazovat stále vyšší a
vyšší hladiny.1925 základě řady experimentálních zkoumání
rozložení elektronů atomech.1+1) elektronů každá slupka
s hlavním kvantovým číslem maximálně n-1 těchto podslupek, tj.1869 své periodické tabulce prvků, která byla
jeho následovníky doplněna zpřesněna nynější podoby. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
kvantové orbity kolem jádra tak dlouho, vytvoří elektronový obal tvořený elektrony atom se
stane elektricky neutrální. Každá podslupka tedy může obsahovat maximálně 2.n 4. maximálně celkem
l=0Σn-1
2.
Elektronové orbity jsou kvantovány, takže energetického hlediska bylo nejvýhodnější, kdyby
všechny elektrony obsadily nejnižší energetickou hladinu hlavním kvantovým čístem n=1.2008 12:13:16]
.I.
Takové "natěsnání" elektronů jednu hladinu však neuskutečňuje.l+1 různých hodnot
magnetického kvantového čísla dále dvě možné hodnoty spinového magnetického čísla ms
(+1/2,-1/2). elektrony L(n=2) max. Seřadíme-li chemické prvky pořadí podle atomového čísla, opakují prvky s
podobnými chemickými fyzikálními vlastnostmi pravidelných intervalech.(n-1). Tyto energetické
hladiny, odpovídající diskrétním hodnotám hlavního kvantového čísla označují písmeny (ve směru
zevnitř jádra): Počet elektronů, které mohou obíhat dané hladině, není tedy
libovolný, ale omezený maximálním číslem 2n2:
K(n=1) max. Uvedený soubor elektronů tvoří n-tou slupku (sféru, hladinu) atomu. elektronů, M(n=3): max.l l=0Σn-1
4. fermionů,
mezi něž elektrony patří (viz §1. Naopak, podle tzv.cz/JadRadFyzika.n/2 n2
elektronů.Mendělejev r.10.htm (31 58) [15.
Elektrony obsazují dráhy postupně, počínajíc slupkou K.
*) Plně obsazená sféra hélia plně obsazené sféry neonu. elektronů,
N(n=4): max.
Naproti tomu atomy jedním elektronem vnější slupce tento elektron snadno ztrácejí, neboť je
slabě vázán: poměrně daleko jádra, jehož náboj vnitřní elektrony odstiňují efektivní
hodnotu pouze tím vysvětluje vysoká reaktivnost alkalických kovů též vodíku) valencí
+1. elektronů. Takové atomy nevstupují
do chemických vazeb, jsou chemicky inertní projevuje hélia 2He, neonu 10Ne, argonu
18Ar, kryptonu 36Kr, xenonu 54Xe, radonu 86Rn *).
Z rozboru elektronových konfigurací především plyne, elektrony plně obsazené slupce,
označované jako uzavřená slupka, jsou silně vázané, neboť kladný náboj jádra značně převyšuje záporný
náboj vnitřních elektronů způsobujících elektrické "stínění". elektronů, P(n=6): max.Pauli r.l 2.(2. Rozdělení efektivního náboje v
atomu obsahujícím pouze uzavřené slupky dokonale symetrické, atom nemá žádný dipólový
moment, nepřitahuje jiné elektrony jeho vlastní elektrony jsou silně vázané.(2. Naopak atomy, jimž vnější slupce chybí uzavřenosti jeden elektron, snaží tento elektron
http://astronuklfyzika.RNDr.
S použitím Pauliho vylučovacího principu můžeme stanovit, kolik elektronů může současně obíhat
v drahách (podslupkách) příslušných hlavnímu kvantovému číslu zde možných n-1
hodnot orbitálního kvantového čísla přičemž pro každé existuje 2. elektronů, O(n=5): max.5 "Elementární částice").
*) Tento vylučovací princip odvodil švýcarský fyzik W. Později byl tento vylučovací princip teoreticky zdůvodněn jako důsledek
kvantově-statistického chování částic antisymetrickými vlnovými funkcemi (vůči transpozici částic) tzv
