第431章 量子论引入化学!核外电子排布规律!布鲁斯教授是化学界的神!(1/2)

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自李奇维划分经典物理学和现代物理学后,物理学的发展更加璀璨。

现代物理学的成果,甚至而且还辐射到其它学科。

化学就是被影响最深的领域。

劳厄利用晶体证明X射线是电磁波后,引发了化学领域的晶体研究狂潮。

化学家们利用X射线,可以计算出晶体的结构参数,深入理解晶体的各种性质。

索迪研究放射性,提出同位素的概念。

接着,阿斯顿发明质谱仪,让化学家们可以轻松地分离同位素,对于元素的理解加深。

李奇维的质子-中子模型虽然还未验证,但却可以完美解释元素周期表的排列规律。

至此,化学家们对于元素的理解达到了巅峰。

而今天,化学的终极秘密,元素为何性质各不相同,也即将被解决!

一旦成功,那化学会进入一个全新的发展阶段。

它代表人类可以从理论上,认识世界万物的组成和规律。

为何有的元素活泼,有的元素稳定。

在场的化学家们已然热血沸腾了!

至于物理学家们,兴奋程度也是不遑多让。

因为这代表物理学的又一巨大突破。

物理的单个理论,甚至能决定化学的生死。

而化学又对生物学、医学有着举足轻重的影响。换言之,今天的内容,必然会对整个科学界产生深远的影响。

这是多么伟大的事情啊。

在场的物理大佬们感觉到与有荣焉。

此刻,所有人都望向演讲台上的那道身影。

“布鲁斯教授,今天要成为元素之父了。”

在众人的期待下,李奇维开口了。

“我们知道,根据玻尔-李模型,现在的原子结构中,一共有三个量子数。”

“分别是轨道数量量子数n,轨道形状量子数l,轨道方向量子数m。”

“它们分别决定了电子轨道的大小、形状和方向。”

“所以,原子模型就成为一个三维壳层结构。”

“电子就在一层一层的壳层中绕着原子核运行。”

“那么第一个问题就来了:每一层能容纳多少个电子呢?”

“即原子在核外的排布是什么样的?”

“这里,我提出一个理论。”

“每一层的电子数量,取决于这一层有多少个电子轨道,也就是多少个能级。”

“当n=1时,这是第一层壳层。”

“此时的l和m只能取值为0。”“因为l的取值范围是(0、n-1),m的取值范围是(-l、l)。”

“所以,第一层壳层只有一个能级(1、0、0)。”

“以此类推:”

“第二壳层有四个能级,分别是(2、0、0)、(2、1、0)、(2、1、1)、(2、1、﹣1)。”

“第三壳层有9个能级,第四壳层有16个能级......”

“如图所示,那么电子在这些壳层中的排列方式就是这样的:”

“第一壳层有2个电子,第二壳层有8个电子,第三壳层有18个电子,第四壳层有32个电子。”

“可以看到,每一个壳层的电子数量和该壳层的能级数量是2倍的关系。”

“由这些数字构成的壳层都是闭合的电子壳层,只有这些闭合壳层外的电子才能参与化学反应。”

“什么意思呢?举个例子。”

“我们来看元素周期表中的惰性气体一栏。”

“氦、氖、氩、氪、氙、氡。”

“这些元素是已故的瑞利勋爵和拉姆齐教授,共同发现的伟大成果。”

“在元素周期表中,它们的原子序数分别是2、10、18、36、54、86。”

“它们之所以是惰性气体,不参与任何反应,是因为这些元素的最外层电子形成了闭合壳层。”

“例如氦的原子序数是2,所以它有两个电子,这两个电子正好填满了第一个壳层。”

“所以,氦的闭合壳层外就没有电子了。”

“根据刚刚我的理论,只有闭合壳层外的电子才会参与反应。”“因此,氦没有多余的电子参与化学反应。”

“以此类推,氖的原子核外有10个电子,所以第一个壳层依然是被填满的。”

“剩下的8个电子,又正好填满了第二个壳层。”

“第二壳层外依然没有多余的电子,所以也不能参与反应。”

“另外的氩、氪、氙、氡也是同样的道理。”

“氩(18):第一层2个电子,第二层8个电子,第三层8个电子,总计18个电子。”

“氩的第三壳层虽然没有被填满,但是其电子数是8,仍然属于闭合壳层,所以不参与反应。”

“氪(36):第一层2个电子,第二层8个电子,第三层18个电子,第四层8个电子,总计36个电子。”

“氙(54):电子排布方式为:2、8、18、18、8,总计54个电子。”

“氡(86):电子排布方式为:2、8、18、32、18、8,总计86个电子。”

“由此可见,所有惰性气体的最外层都是闭合壳层,不失去电子也不得到电子,所以不参与化学反应。”

“这就是为什么它们的性质是惰性的。”

哗!

当李奇维一边说一边演示到这里时,台下的众人已经完全呆住了。

所有人都被这个惊人的理论震撼了。

竟然有人真的从理论本质上,解释了惰性气体的原因。

简直让人骇然!“哦,上帝啊,我看到了什么。”

“布鲁斯教授真的是人吗?他怎么能想出来如此匪夷所思的理论?”

“这一层一层的简直和洋葱一样。”

“原子的复杂真是超越了我的想象,仅仅是核外电子的排布就这么复杂。”

“布鲁斯教授真神人也!”

所有人当场就被折服了。

这是智商的绝对碾压!

海森堡此刻只感觉到热血沸腾,仿佛身体都要爆炸了。

“太不可思议了!”

“太强了!”

“这才是科学研究啊!”

“与布鲁斯教授相比,我觉得自己之前写的东西,简直和垃圾一样。”

“可笑我还沾沾自喜,被别人称为天才呢?”

“按照这样推导,我大概知道钠和氯为何那么活泼了。”

“布鲁斯教授实在太可怕了!”

“我将来一定要去量子研究所学习!”

海森堡第一次亲眼看见李奇维的科学思考,就已经完全被征服了。

世界上怎么会存在如此神一般的伟男子。哪怕是泡利,此刻也张大了嘴巴。

上帝之鞭,遇到了真正的物理学上帝,也鞭不起来了。

只能被对方握在手中,当成装饰。

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