Milestones wa uvumbuzi wa kisayansi - Pauli kanuni

mafanikio muhimu zaidi ya Fizikia zamani wa kufanya kazi katika uwanja wa mfumo wa mambo katika ngazi ya elektroni-nyuklia views, rejea mwanzo wa karne iliyopita. Moja ya mafanikio haya katika utafiti wa MicroWorld inajulikana katika historia ya sayansi inayoitwa "Pauli kanuni." Wakati ikawa wazi kuwa asili quantum ya matukio yanayotokea ndani ya chembe, kasi ya mabadiliko ya dhana nyingi kuhusu hali halisi ya microcosm. Na ni nini - quantum? Aina hii ya kimwili wingi kupima kitengo katika mfumo wa chini kabisa "sehemu" chini ambayo haiwezi. Kwa mfano, Radius ya kwanza elektroni obiti inaweza kuwa chini ya 5.29 · 10-11 m Umbali chini ya thamani hii si sahihi kusema -. Wao bila kuwepo.

Quantum ni ukoo wa kimwili dhana, ambayo ni habari, nguvu, nishati, expands uelewa wa hali ya elektroni na chembe nyingine kwamba kufanya juu ya chembe. Na, kwa hakika, chini ya majadiliano juu ya 'matofali ya ujenzi wa Ulimwengu ", wamekuwa iliyoundwa zana kuelezea yao. Tangu wakati huo, hali ya elektroni ni sifa ya namba nne, iitwayo quantum. mchanganyiko mbalimbali ya idadi hii ni kuamua tu kamili na ya kipekee muonekano wa elektroni yoyote. Kwa mara nyingine ikawa inawezekana kuelezea nishati, nafasi na hali za ndani elektroni, kwa ajenda got swali lifuatalo - na jinsi elektroni ambavyo kila chembe inaweza kuwa mengi, ziko zinazozunguka kiini? Jinsi ndio "packed"? utafiti wa suala hili imesababisha uundaji wa sheria, sasa inajulikana kama Pauli kutengwa kanuni. umuhimu wake ni nini?

kidogo binafsi elimu

1. chembe katika muundo rahisi ina vipengele kuu - msingi na elektroni ni ya kutupa mtiririko katika kituo na katika obiti kuzunguka kiini. radii ya mizunguko (imeonyeshwa n) kuchukua maadili kati ya nambari kuanzia na quantum moja - kiwango cha chini inawezekana "sehemu" umbali. Kwa ilivyo wakati n = 1, tuna chini "chini" obiti, ambapo elektroni huzunguka kwa nishati ya chini. kiwango cha nishati ya elektroni ni kuamua na idadi quantum n, ambayo pia inaitwa kuu. Kumbuka kuwa kwa Radius fulani cha n wanaweza kukokotoa idadi ya elektroni katika obiti hii kwa formula N = 2 (n • n). Hii kwa urahisi mahesabu zuia idadi ya elektroni katika obiti kwa n idadi yoyote: ya kwanza - mbili, katika pili - nane katika tatu - kumi na nane, nk Hitimisho hili wa kujazwa na maganda kiasi cha elektroni usiozidi N, - ni hatua muhimu ambayo ina Pauli kutengwa kanuni.

2. Electronic nishati na unaweza kuwa na sublayers kila ngazi kuu. Wao ni imeonyeshwa kwa l, aitwaye upande (au orbital) quantum idadi na unaweza kuwa na thamani kutoka l 0 hadi 4. Thamani ya l huamua sura anga wa elektroni wingu: mviringo, dumbbell, nk

3. harakati ya elektroni, kwa maneno mengine, mtiririko wa sasa inaongoza kwa viumbe wa shamba mviringo magnetic. Lakini katika kesi hii, elektroni orbital ni wakati sumaku, ambayo ni sifa ya mwingine, wa tatu, quantum idadi ml. Hiyo inaitwa magnetic quantum idadi na makadirio ya kasi orbital elektroni katika mwelekeo magnetic shamba. maadili ambayo inaweza kuchukua idadi ya ml, uongo katika aina mbalimbali ya kutoka-l kwa l +, na thamani ya sifuri, na wote wanaweza kuwa (2l + 1).

4. Mwisho, tabia ya mwisho ya quantum elektroni - spin. Hiyo inajumuisha mbili tu kipengele ms = + 1/2 na ms = -1 / 2. kiini kimwili ya spin - mitambo wakati wa kasi ya elektroni, ambayo haina uhusiano na harakati zake katika nafasi.

Mawasiliano ya Pauli kanuni na mara kwa mara ya mfumo DI Mendeleev

Mwaka 1925 ugunduzi katika fizikia ya mali ya msingi ya MicroWorld lilifanywa kulinganishwa kwa umuhimu pekee ya meza Mendeleev. Ilipokea jina la wake "Godfather" na tangu inajulikana kama Pauli kutengwa kanuni. Chemistry kama sayansi ya vifaa vya na mwingiliano wao katika mfumo wa mfumo wa mara kwa mara inaweza kueleza mengi kwa utaratibu wa taratibu yanayofanyika kwenye chama chembe, molekuli, na elimu, nk sababu kuu ni kwamba kiwango cha zaidi ya chembe, katika suala la kemia, alianza chembe dhana elektroni msingi. Hizi atomia-Masi dhana zimeibuka na kuanzisha wenyewe kuhusu 150 miaka iliyopita - katika karne ya kumi na tisa. Muda mfupi baadaye, asubuhi Butlerof maendeleo nadharia ya misombo ya kemikali, na kisha iligunduliwa sheria mara kwa mara. Hii alituruhusu sasa kuzaliwa kwa molekuli kutoka atomi na kutoa uelewa wa atomiki "uchumi" ya kifaa.

Uelewa wa kiini cha tabia quantum ya mfano elektroni kuwa inawezekana baada ya baada ya yaliyoandaliwa na Pauli kanuni. Na hayo alipokea maelezo ya utaratibu picha shell na utaratibu wa kujaza elektroni. kiini cha kanuni ni kwamba elektroni unaweza kuwa mchanganyiko wa juu wanne quantum makala chembe lakini haiwezi linajumuisha elektroni mbili, sawa katika tabia zote quantum.

Matokeo yake kuu ya ugunduzi wa muundo atomiki ya sheria, ambayo ina Pauli kutengwa kanuni - fizikia, yaani, asili ya uzushi, ambayo yamo katika kujaza elektroni shell. Na hii, kwa upande wake, alitoa historia kusaidia sheria mara kwa mara. Hivyo, "kemikali" yaliyomo ya muundo wa jumla wa atomi na molekuli sheria kupokea uthibitisho wake wa msingi katika fizikia kwa kujenga ndani "usanifu" ya chembe.