第432章化学键理论!震撼全场!以物理为剑
第432章化学键理论!震撼全场!以物理为剑,斩出化学璀璨未来!
李奇维的电子壳层模型,震撼了在场所有人。
无论是物理学的大佬,还是物理专业的学生,都能在他通俗易懂的讲解下,理解这个理论模型。
众人无不感叹,人类对于原子的认识,经历了漫长的过程。
而今,终于要见到最后的曙光了。
但是李奇维很清楚,现在的壳层模型还不够完美。
1803年,道尔顿提出:“原子是实心小球,不可再分。”
一百年后,汤姆逊发现了原子之中还有电子,打破了原子不可分的权威说法。
接着,李奇维通过α粒子撞击金箔实验,证明了原子核的存在,进一步拓展了人们对于原子的认识。
后来,玻尔提出电子轨道量子化的概念,描述了电子的运动情况,并非是任意绕着原子核运动。
李奇维又补充了两个量子数,成为现在的玻尔-李模型,可以解释电子的各种行为。
但是,这个模型依然存在缺陷,那就是无法说明电子在核外的排布情况。
直到今天,李奇维提出电子的壳层模型,才一举解决了这个难题。
甚至揭开了化学领域千年来的未解之谜。
为什么元素具有不同的性质。
可以说,这個理论虽然还是个猜想,但是已经征服了在场所有人。
尤其是让所有的化学家疯狂。
它不仅符合物理学中量子论的推导,而且也跟化学中的无数实验现象吻合。
这样的理论,犯错的概率实在太低了。
同时,这是物理学指导化学的又一次典范。
但是,电子的壳层模型,仍然还不是最完美的。
真实历史上,当薛定谔的波动方程发表后,物理学家发现电子是以【电子云】的概率形式存在。
电子云的形状,就是电子可能出现的区域。
这时,每一个壳层里又根据能级的不同,细分出不同的亚层。
比如,第一壳层电子云是球形,所以电子轨道是球形的,称为【s轨道】。
然而,在第二壳层中,因为轨道能级数量增加了,该层的电子云不仅有圆球形状,还多了一个纺锤形状。
这个纺锤形状轨道就称为【p轨道】。
所以,第二壳层中有s轨道和p轨道。
同理,在第三壳层中,除了有s轨道、p轨道,还多了【d轨道】。
以此类推
注意,这里各轨道的形状,不是瞎编的,而是通过方程计算出来的。
有了以上的知识,就可以解释:
为什么氩原子的电子排布是2、8、8,明明最后一个壳层没有排满,却也是闭合壳层。
这就是轨道的原因。
氩的电子排布,写成轨道排布方式,就是:1s2/2s22p6/3s23p6。
1、2、3表示电子壳层的序数,2表示每个亚层能存在的最大电子数。
可以看到,虽然氩原子第三层只有8个电子,但是它们却把s轨道和p轨道正好填满了。
所以,剩下的那些亚层只是空壳了,氩原子的外层电子仍然可以看成是闭合的,不参与化学反应。
当然,这说的是在正常情况下。
只要温度和压力足够大,任何反应都能发生,后世的惰性气体化合物也很多。
真实历史上,当量子力学理论体系成熟后。
以玻尔为首的一批物理学家,很快就把各轨道的情况计算的差不多了。
然后他们就没有继续深入了,因为剩下的都是化学家的事情了。
接着,就是号称“化学界爱因斯坦”之称的鲍林,提出了化学键理论。(411章)
即原子之间是通过各自的轨道结合在一起,形成了所谓的【化学键】。
共价键、离子键、金属键、氢键等等。
其中鲍林提出的杂化轨道理论,影响最为深远。
简单点说,就是一个s轨道,一个p轨道结合在一起后,形成了新的杂化轨道sp轨道。
同理,还有sp2轨道,sp3轨道等等。
这些杂化轨道很有利于形成化学键,使得化学反应发生。