关于等价电子轨道在化学书上出现了一个叫做“等价电子轨道”的概念.究竟是什么一回事啊

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/17 09:03:25

关于等价电子轨道
在化学书上出现了一个叫做“等价电子轨道”的概念.究竟是什么一回事啊

原子结构与经典物理学的失效
在二十世纪的头十年间,接二连三的有关原子结构的发现,就像是一场竞赛.无疑这其中最重要的实验,是盖革（HansGeiger）和马斯登（Marsden）在卢瑟福指导下,于1909年在曼彻斯特大学所做的那次实验.它的结果是非凡的,使人们第一次有了印象,一个原子看起来是什么样子；而且开辟了通向新的物质观的途径.这两个人用放射性物质产生的阿尔法粒子束（在放射性衰变过程中辐射出的带正电荷的粒子）,去轰击金箔.大多数粒子直接穿过这很薄的箔片,只产生很小的偏转.然而有极少数粒子,却朝正好与粒子束相反的方向反弹回去.卢瑟福说,这是他从来没有遇到过的最难以置信的事情：“它差不多就像是,你用一发十五英寸口径的炮弹去轰击一张薄纸,而炮弹却反弹回来把你打中.”他对这一散射结果的解释是,阿尔法粒子可能是被质量很大、但体积很小的原子核碰撞回来,原子核带正电荷并位于箔片上每一个金原子的中心.
卢瑟福的著名原子模型是在1910年圣诞节期间发表的.在他这个模型中,带负电的电子就像一个微型太阳系中的行星那样,围绕原子核作轨道运行.原子的大部分是空的,原子的大小决定于最外边的电子轨道.原子核的半径（等价于太阳的半径）大约是一千万亿分之一米,电子运动区域的半径大约是一百亿分之一米.人们很快就认识到,放射性是由于从原子核内部辐射出粒子,这跟着表明,原子核也同样具有某种内部结构.
鉴于牛顿物理学的种种成就,我们自然地相信,电子的运动也应遵从牛顿的决定性的方程.如果牛顿力学对板球成立,为什么会对板球中的原子和电子不成立?用这种思维方式可以得出许许多多的预言,其中大多数是可以用实验来验证的.
然而,在应用到原子吸收和发射光线的情形时,经典方法就失效了.按照麦克斯韦的电磁理论和牛顿力学,带负电的电子在围绕原子核转动时,应当发出彩虹那样频率连续的光辐射.而实际上观察到的,是一系列不连续的、完全独立的谱线,很像超级市场上用的“条形码”,只是带有颜色罢了.更糟糕的是,如果电子以经典电动力学预言的方式发出光辐射,则电子会失去能量从而螺旋式地掉到原子核上——就像水流进排水管洞口那样.从经典理论得出的不可避免的结果是,作为物质结构基本单元的原子,是不稳定的.

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