О современной физике

Сложные атомы
Атом водорода (да и все другие атомы и ядра) испускают энергию вполне определенными «квантами»,
прежде чем вернуться в свое основное состояние. «Цвет» этих квантов является «автографом» атома и
позволяет его опознать на расстоянии, даже если он находится где-то в самых отдаленных галактиках. В
начале прошлого столетия позитивист Конт высказал мнение, что бессмысленно пытаться изучать природу
звезд, так как человек не имеет никакой возможности достать кусок звезды и подвергнуть его химическому
анализу, а всего несколько лет спустя Фраунгофер, изучая спектры, сумел с достоверностью установить
присутствие обычных химических элементов в звездах, положив этим начало современной астрофизике.
При переходе к более сложным атомам мы обнаружим, что центральные ядра состоят из некоторого
числа протонов и нейтронов, во многом похожих друг на друга. Протоны и нейтроны, имея почти
одинаковую массу (~1840 электронных масс), в основном отличаются наличием заряда у протона и
держатся вместе внутри ядра за счет сил очень большой величины, но короткодействующих. Вокруг ядра
вращается столько связанных электрическими силами электронов, сколько протонов в ядре; и опять атом
как целое нейтрален. Описать простыми выражениями многочисленные и сложные конфигурации атомов с
двумя или более электронами невозможно.
Периодическая система Менделеева
Надо всегда иметь в виду, что электроны, имея одинаковый заряд, отталкиваются друг от друга; их
движение мало напоминает движение планет, которые, можно сказать, величественно вращаются вокруг
Солнца, не чувствуя или почти не чувствуя взаимного притяжения. По этой причине точный расчет более
сложных атомных структур – дело совсем не простое, и до сих пор в решении этой задачи имеются
непреодолимые трудности. Анализ становится еще сложнее, если рассматривать атомы на близких
расстояниях друг от друга, когда становится возможным обмен электронами, что, в сущности, равносильно
возникновению межатомных сил. В свою очередь эти силы ответственны за химические явления,
поразительное разнообразие которых не нуждается в комментариях.
Несмотря на указанные осложнения, общая структура электронного облака в атоме довольно
прозрачна, и из нее уже извлечена значительная информация. Невозможно прослушать курс химии и не
услышать о периодической таблице элементов Менделеева. Менделеев составил список элементов по
возрастающим атомным весам (на самом деле по массам ядер) и обратил внимание на строгие
закономерности, которым элементы подчиняются, объединяясь в последовательности по схожим
химическим свойствам. Незаполненные места в этих последовательностях соответствовали элементам,
открытым или искусственно созданным (как, например, технеций) позднее. Наблюдения Менделеева в
целом оказались исключительно ценными для дальнейших научных поисков и предсказаний.
Принцип запрета Паули

---

Другие статьи по теме:

- Несостоявшаяся звезда
- О современной физике
- Планеты-гиганты
- Гравитация влияет на течение времени
- Конвективные движения

Это интересно:

Новости космоса: