让我们看看原子是如何构建的。请记住，我们只会谈论模型。在实践中，原子是一个复杂得多的结构。但由于现代发展，我们能够解释甚至成功预测化学元素的性质（即使不是全部）。那么，原子的结构是什么？它是用什么“制成”的？
原子的行星模型
由丹麦物理学家 N. Bohr 于 1913 年首次提出。这是第一个基于科学事实的原子结构理论。此外，她为现代主题术语奠定了基础。在其中，电子粒子以与围绕太阳的行星相同的方式围绕原子产生旋转运动。玻尔认为，它们只能存在于距离原子核严格定义的轨道上。究竟为什么，站在科学的立场上的科学家无法解释，但这样的模型却被许多实验所证实。整数用于指定轨道，从编号最接近原子核的单位开始。所有这些轨道也称为水平。氢原子只有一个能级供一个电子旋转。但是复杂的原子有更多的层次。它们被分成将能量势相接近的电子结合起来的成分。因此，第二个已经有两个子级别 - 2s 和 2p。第三个已经有三个 - 3s、3p 和 3d。等等。首先，靠近原子核的子层被“填充”，然后是远处的子层。它们中的每一个只能容纳一定数量的电子。但这不是结束。每个子级别被划分为轨道。让我们与普通生活做一个比较。一个原子的电子云相当于一座城市。水平是街道。底层 - 私人住宅或公寓。轨道是一个房间。他们每个人都“生活”了一个或两个电子。他们都有特定的地址。这是原子结构的第一张图。最后，关于电子的地址：它们是由一组数字决定的，称为“量子”。
原子波模型
但随着时间的推移，行星模型已经修改。提出了原子结构的第二种理论。它更加完善，可以解释实际实验的结果。由 E. Schrödinger 提出的原子波模型取代了第一个模型。然后已经确定电子不仅可以表现为粒子，还可以表现为波。薛定谔做了什么？他应用了一个方程来描述波在三维空间中的运动。因此，我们可以找到的不是原子中电子的轨迹，而是它在某一点被检测到的概率。两种理论都因基本粒子位于特定能级、亚能级和轨道。这就是模型的相似性结束的地方。我将举一个例子--在波动理论中，轨道是一个有可能以 95% 的概率找到电子的区域。其余的空间占5%。但最终发现，原子的结构特征是用波动模型来描述的，尽管这个术语是通用的。
本例中概率的概念
为什么用这个词？海森堡在 1927 年提出了不确定性原理，现在用来描述微粒的运动。这是基于它们与普通物质身体的根本区别。它是什么？经典力学假设一个人可以观察现象而不影响它们（观察天体）。根据接收到的数据，可以计算出对象在某个时间点的位置。但在微观世界中，事情必然不同。因此，例如，现在不可能在不影响电子的情况下观察电子，因为仪器的能量和粒子的能量无法比较。这导致其基本粒子的位置、状态、方向、运动速度和其他参数发生变化。谈论确切的特征是没有意义的。测不准原理本身告诉我们，不可能计算出电子围绕原子核的准确轨迹。只能指定在某个区域找到粒子的概率空间。这是化学元素原子结构的特殊性。但这应该由科学家在实际实验中专门考虑。
原子的组成
但是让我们专注于整个主题。因此，除了考虑周全的电子壳之外，原子的第二个组成部分是原子核。它由带正电的质子和中性中子组成。我们都熟悉元素周期表。每个元素的数量对应于它所拥有的质子数量。中子数等于原子质量与其质子数之差。此规则可能存在偏差。然后他们说存在该元素的同位素。原子的结构是这样的，它被电子壳“包围”。电子数通常等于质子数。后者的质量大约是前者的1840倍，大约等于中子的重量。原子核的半径约为原子直径的 1/200,000。他自己有一个球形。这通常是化学元素原子的结构。尽管质量和性能不同，但它们看起来都差不多。
轨道
说起原子的结构图是怎样的，不能再沉默了。所以，有这些类型：
- s。它们是球形的。
- p.它们看起来像巨大的八字形或纺锤形。
- d 和 f。它们的形状复杂，很难用正式的语言来描述。
每种类型的电子在领地内的概率为95%对应的轨道。所呈现的信息必须冷静地接受，因为它是一个抽象的数学模型，而不是物理的真实状态。但有了这一切，它对原子甚至分子的化学性质都有很好的预测能力。能级离原子核越远，能放置的电子就越多。因此，可以使用特殊公式计算轨道数：x2。这里 x 等于层数。由于轨道上最多可以放置两个电子，因此它们的数值搜索的最终公式将如下所示：2x2.
轨道：技术数据
如果我们谈论氟原子的结构，它将具有三个轨道。他们都会被填满。同一子能级内的轨道能量相同。要指定它们，请添加层号：2s、4p、6d。我们回到关于氟原子结构的讨论。它将有两个 s 和一个 p 子级别。它有九个质子和相同数量的电子。第一个s级。这是两个电子。然后是第二个s级。还有两个电子。并且 5 填充 p 级。这是他的结构。阅读以下小标题后，您可以自己执行必要的操作并亲自查看。如果我们谈论卤素（包括氟）的物理性质，那么应该注意的是，它们虽然属于同一组，但它们的特性完全不同。所以，它们的沸点范围是 -188 到 309摄氏度。那么他们为什么要合并呢？这一切都归功于化学性质。所有卤素，以及最大程度的氟，都具有最高的氧化能力。它们与金属发生反应，可以在室温下自燃，没有任何问题。
轨道是如何填充的？
电子排列的规律和原则是什么？我们建议您熟悉三个主要的，其中的措辞已经简化以便更好地理解：
- 最少能量原则。电子倾向于按照能量增加的顺序填充轨道。
- 泡利原理。一个轨道不能包含两个以上的电子。
- 洪德法则。在一个子能级内，电子首先填充自由轨道，然后才形成对。
门捷列夫的周期系统将有助于填充，这种情况下的原子结构将在图像方面变得更容易理解。因此，在实际工作中，元件电路的搭建，一定要掌握在手边。
示例
为了总结文章中所说的一切，您可以制作一个原子的电子如何分布在其能级、亚能级和轨道上的样本（即能级配置是什么）。它可以显示为公式、能量图或层图。这里有很好的插图，经过仔细检查，有助于理解原子的结构。所以，第一层首先被填满。它有只有一个亚能级，其中只有一个轨道。所有级别都按顺序填充，从最小的开始。首先，在一个子能级内，每个轨道中放置一个电子。然后创建对。如果有免费的，它会切换到另一个填充主题。现在您可以独立找出氮或氟原子的结构（之前考虑过）。一开始可能有点棘手，但您可以通过查看图片进行导航。为了清楚起见，让我们看一下氮原子的结构。它有 7 个质子（连同构成原子核的中子）和相同数量的电子（构成电子壳）。首先填充第一个 s 级。它有2个电子。然后是第二个s级。它也有2个电子。而另外三个放在p级，每个占据一个轨道。
结论
如您所见，原子的结构并不是一个很难的话题（当然，如果您从学校化学课程的角度来看它）。并且不难理解这个话题。最后，我想告诉你一些功能。比如说氧原子的结构，我们知道它有8个质子和8-10个中子。由于自然界中的一切都趋于平衡，因此两个氧原子形成一个分子，其中两个不成对的电子形成共价键。类似地，形成了另一个稳定的氧分子--臭氧（O3）。知道氧原子的结构，就有可能正确地制定氧化反应，在这涉及到地球上最常见的物质。