Čo je vzrušený stav atómu

V roku 1905 navrhol J. Thomson prvý model štruktúry atómu, podľa ktorého ide o pozitívne nabitú guľu, v ktorej sú umiestnené častice s negatívnym nábojom - elektróny. Elektrická neutralita atómu bola vysvetlená rovnosťou nábojov gule a všetkých jej elektrónov.

Na nahradenie tejto teórie v roku 1911 prišiel planetárny model, ktorý vytvoril Rutherford: v strede jadro-hviezda, ktorá tvorí časť celého atómu, obieha okolo neho a otáča planétové elektróny. V budúcnosti však výsledky pokusov spochybnili správnosť tohto modelu. Napríklad z Rutherfordových vzorcov vyplýva, že rýchlosti elektrónov a ich polomery sa môžu kontinuálne meniť. V tomto prípade by bolo pozorované nepretržité žiarenie v celom spektre. Avšak výsledky experimentov ukazujú lineárne spektrá atómov. Existujú aj niektoré ďalšie rozpory. Následne N. Bohr navrhol kvantový model štruktúry atómu. Je potrebné poznamenať zem a vzrušený stav atómu. Táto vlastnosť umožňuje najmä vysvetliť valenciu prvku.

Vzrušený stav atómu je medziľahlým štádiom medzi stavom s nulovou úrovňou energie a jeho prekročením. Je extrémne nestabilná, preto je veľmi mierna - trvanie je milión sekundy. Vzrušený stav atómu nastáva, keď sa s ním dodáva dodatočná energia. Napríklad jeho zdrojom môže byť pôsobiaca teplota a elektromagnetické polia.

V zjednodušenej forme klasická teória atómovej štruktúry tvrdí, že záporne nabité nedeliteľné častice, elektróny, sa otáčajú okolo jadra v určitých vzdialenostiach pozdĺž kruhových dráh. Každá obežná dráha nie je čiarou, ako sa môže zdať, ale energický "oblak" s niekoľkými elektrónmi. Okrem toho má každý elektrón svoje vlastné točenie (rotuje okolo svojej osi). Polomer obežnej dráhy ktoréhokoľvek elektrónu závisí od jeho energetickej hladiny, preto pri absencii vonkajšieho vplyvu je vnútorná štruktúra dostatočne stabilná. Jeho porušenie - vzrušený stav atómu - nastáva, keď je komunikovaná vonkajšia energia. Výsledkom toho je, že v posledných dráhach, kde je sila interakcie s jadrom malá, sa párové rotácie elektrónov rozpadajú a v dôsledku toho ich prechod na neobsadené bunky. Inými slovami, v súlade so zákonom o ochrane energie, prechod elektrónu na vyššiu úroveň energie je sprevádzaný absorpciou kvantity.

Zoberme do úvahy excitovaný stav atómu na príklade atómu arzénu (As). Jeho valencia je tri. Je zaujímavé, že táto hodnota platí iba pre prípad, keď je prvok vo voľnom stave. Keďže valencia je určená počtom nepárovaných točení, keď atóm dostane vonkajšiu energiu v oblasti poslednej obežnej dráhy, pozoruje sa párovanie s prechodom častice na voľnú bunku. Výsledkom je zmena obežnej dráhy. Pretože energetické podzemné priestory jednoducho menia miesta, spätné prechod (rekombinácia) k základnému stavu atómu je sprevádzané uvoľnením ekvivalentu absorbovanej energie vo forme kvantových. Návrat k príkladu s arzénom: kvôli zmene počtu nepálených točení v excitovanom stave, valencia prvku zodpovedá piatim.

Schematicky to všetko je nasledovné: keď je vonkajšia energia dodávaná zvonka atómom, vonkajšie elektróny sú posunuté o väčšiu vzdialenosť od jadra (polomer oblúkov sa zvyšuje). Keďže však proton zostáva v jadre, celková hodnota vnútornej energie tohto atómu sa zväčšuje. Pri absencii kontinuálnej dodávky vonkajšej energie sa elektrón veľmi rýchlo vráti na svoju predchádzajúcu obežnú dráhu. V tomto prípade sa nadbytočná energia uvoľňuje vo forme elektromagnetického žiarenia.