1. Квантово-механични представи за строежа на електронната обвивка на атома. Квантови числа.

В началото на века Е.Ръдърфорд предлага свой модел за строежа на атома, известен като ядрен (планетарен) модел. Според него разположението на положителните и отрицателните заряди в атома е подобно на това на телата в слънчевата с-ма. В центъра на атома са концентрирани цялата му маса и положителните заряди, образуващи ядрото. Около ядрото обикалят електроните на разстояния, отговарящи на тези, на които планетите обикалят около слънцето. М/у ядрото и електроните действат електростатични сили на привличане, но от друга страна електронът, при движението си около ядрото притежава центробежна сила. Според Ръдърфорд, центробежните сили са = на електростатичните сили на привличане от ядрото и затова електроните не падат в/у него. Но ако се приложат законите на класическата електродинамика, според която всяко движещо се заредено тяло непрекъснато излъчва енергия във вид на електромагнитни вълни, то електронът също трябва да излъчва енергия => движението му ще се забавя и траекторията му ще се скъсява и накрая той ще падне в ядрото => атома трябва да се разруши, но това не става. Това противоречие м/у теорията на Ръдърфорд и класическата електродинамика показва, че или теорията му не е правилна или тези закони не са в сила за микросвета.

При изучаване на природата на лъчистата енергия, учените срещат противоречиви теории. Според една от тях, привърженик на която е Нютон, е че светлината представлява поток от материални частици наречени корпускули. Според друга теория, привърженик на която е Т.Юнг, светлината има вълнов характер, защото само така може да се обяснят явления като отражение, интерференция, дифракция и др., но пък не може да обясни някои явления като фотоефекта.

М.Планк и Айнщайн обединяват двете теории и създават т.нар. Квантова теория на светлината. Според нея светлината се излъчва на определени порции наречени кванти или фотони. Енергията на 1 квант се определя от израза: Е=h.v, където h - const на Планк; v - честота на трептене.

По този начин се приема че светлината има двойнствен характер т.е. притежава едновременно св-вата и на частица и на вълна. Въз основа на тази теория Бор създава своята теория за Водородния Атом. Тя съдържа следните постулати на Бор:

1) Електроните могат да се движат само по строго определени кръгови орбити наречени стационарни, които удовлетворяват уравнението: m.v.r = n.( h / 2п ) където m- масата на ел. v- скорост на ел. r- радиус на орбитата h- конст на Планк а n Главно Квантово число, n приема ст-ти Z⁺ (цели положителни числа); Това число определя енергията на електрона и неговото разстояние до ядрото. Колкото е по-голямо n толкова по-далече е електрона от ядрото и толкова по-голяма е неговата енергия. (пр. при n=1 r = 0,0053 нанометра). Скоростите на електроните по стационарните орбити се отнасят обратно на n : V₁:V₂:.. = 1/1:1/2...

2) Електроните при своето движение по стационарната си орбита НЕ излъчват и Не поглъщат енергия. Ако се подаде някаква енергия отвън е възможно електрона да премине на друга по-външна орбита и тогава той се намира във възбудено състояние. То трае много кратко от 10^-8 до 10^-10сек. След това електрона се завръща на предишната или някоя по-вътрешна орбита.

3)Отделянето и поглъщането на енергия се извършва под формата на кванти или фотони.

Въпреки големите достойнства на Теорията на Бор тя не може да обясни строежа на многоелектронните атоми или ефекта на Зееман (мултиплексност). Това означава че електроните които се намират в един и същ ел. слой притежават известни малки разлики в Енергията си от което следва че ел. слой се състои от подслоеве или енергетични нива. За да обясни мултиплекстноста Зомерфелд предполага че електроните се движат не по кръгови, а по елиптични орбити, така както планетите. Той въвежда второ квантово число (орбитално), което е свързано с малката полуос на елипсата. Бележи се с L и е подчинено на n (l e [0..n-1) Също така се бележи и с букви s, p, d, f, .. (пр. n=1, L=0 = 1s;). L определя енергията на електрона в дадения подслой, броя на слоевете и формата на електронния облак.