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.
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.1869 své periodické tabulce prvků, která byla
jeho následovníky doplněna zpřesněna nynější podoby. fermionů,
mezi něž elektrony patří (viz §1.5 "Elementární částice").htm (31 58) [15.
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.
Tento systém obsazování elektronových slupek podslupek atomech, spolu analýzou
vazbové elektrické síly elektronů, umožňuje pochopit nejdůležitější zákonitosti chemického
chování prvků. Každá podslupka tedy může obsahovat maximálně 2.I. 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. maximálně celkem
l=0Σn-1
2.
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.RNDr. elektronů, P(n=6): max.1+1) elektronů každá slupka
s hlavním kvantovým číslem maximálně n-1 těchto podslupek, tj. Takové atomy nevstupují
do chemických vazeb, jsou chemicky inertní projevuje hélia 2He, neonu 10Ne, argonu
18Ar, kryptonu 36Kr, xenonu 54Xe, radonu 86Rn *). Naopak, podle tzv.
*) Plně obsazená sféra hélia plně obsazené sféry neonu. Naopak atomy, jimž vnější slupce chybí uzavřenosti jeden elektron, snaží tento elektron
http://astronuklfyzika.1925 základě řady experimentálních zkoumání
rozložení elektronů atomech.(2. elektrony L(n=2) max. elektronů, O(n=5): max.(2.
Elektrony obsazují dráhy postupně, počínajíc slupkou K.2008 12:13:16]
.l l=0Σn-1
4.n 4.cz/JadRadFyzika. Uvedený soubor elektronů tvoří n-tou slupku (sféru, hladinu) atomu. elektronů,
N(n=4): max.(n-1).l 2. Seřadíme-li chemické prvky pořadí podle atomového čísla, opakují prvky s
podobnými chemickými fyzikálními vlastnostmi pravidelných intervalech.10. Tento empiricky
zjištěný periodický zákon zformuloval D. Později byl tento vylučovací princip teoreticky zdůvodněn jako důsledek
kvantově-statistického chování částic antisymetrickými vlnovými funkcemi (vůči transpozici částic) tzv. 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.
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.l+1 různých hodnot
magnetického kvantového čísla dále dvě možné hodnoty spinového magnetického čísla ms
(+1/2,-1/2).
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".
*) Tento vylučovací princip odvodil švýcarský fyzik W. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
kvantové orbity kolem jádra tak dlouho, vytvoří elektronový obal tvořený elektrony atom se
stane elektricky neutrální.Mendělejev r.Pauli r.n/2 n2
elektronů. elektronů, M(n=3): max. elektronů.
Elektronové orbity jsou kvantovány, takže energetického hlediska bylo nejvýhodnější, kdyby
všechny elektrony obsadily nejnižší energetickou hladinu hlavním kvantovým čístem n=1.
Takové "natěsnání" elektronů jednu hladinu však neuskutečňuje
