Строение атома: квантово-механическая модель

Атом — это ядро из протонов и нейтронов, окружённое электронным облаком. Электроны не летают по орбитам, как планеты — они описываются волновой функцией и находятся в областях пространства, называемых орбиталями.

Школьная модель
(планетарная модель)
Реальность
(электронное облако)

Элемент

C
Углерод

Основные данные

Атомный номер (Z)6
Массовое число (A)12
Протоны6
Нейтроны6
Электроны6
Заряд ядра+6

Электронная конфигурация

1s² 2s² 2p²
Распределение электронов по орбиталям

Легенда орбиталей

sсфера
pгантель
d4 лепестка
fсложная

🔬 Что такое атом?

Атом — наименьшая химически неделимая часть вещества. Состоит из ядра (протоны + нейтроны) и электронного облака.

Размер атома — около 10⁻¹⁰ м, ядра — около 10⁻¹⁵ м. То есть ядро в 100 000 раз меньше атома!

⚛️ Из чего состоит ядро?

  • Протоны — заряд +1, масса 1 а.е.м.
  • Нейтроны — заряд 0, масса 1 а.е.м.

Протоны и нейтроны, в свою очередь, состоят из кварков: u (верхний) и d (нижний). Протон = uud, нейтрон = udd. Кварки удерживаются глюонами.

🌐 Что такое орбиталь?

Орбиталь — область пространства, где вероятность найти электрон максимальна (обычно 90%).

Это не траектория! Электрон не летает по кругу. Он «размазан» по орбитали, как облако.

📐 Формы орбиталей

  • s — сферическая (1 орбиталь)
  • p — гантель (3 орбитали: px, py, pz)
  • d — 4 лепестка (5 орбиталей)
  • f — сложная (7 орбиталей)

🔢 Квантовые числа

  • n — главное (уровень, 1, 2, 3…)
  • l — орбитальное (форма, 0=s, 1=p, 2=d)
  • m — магнитное (ориентация)
  • s — спиновое (+½ или −½)

📷 Почему атом нельзя увидеть?

Размер атома — 10⁻¹⁰ м. Длина волны видимого света — 4–7 × 10⁻⁷ м. То есть атом в 1000 раз меньше длины волны света.