1. Планетарная модель атома не могла объяснить ни устойчивости атомов, ни линейчатый характер спектра газов и паров.
2. Его движение вокруг ядра имеет волновой характер (отсутствует определенная траектория движения, точное местоположение в пространстве и др.) .
3. Квантово-механические представления о строении атома
Первым этапом становления квантовой механики можно считать открытие М. Планком
формулы для плотности теплового излучения (1900 г. ) и ее истолкование Эйнштейном на основе
понятия о фотоне (1905 г.) , а так же постулаты Бора о состоянии стационарных атомных систем.
Осмысление теории Бора привело к созданию двух вариантов квантовой механики –матричной
механики Гейзенберга (1925 г. ) и волновой механики Шредингера (1926 г. ). Формулировка
Гейзенберга наиболее подходит к выявлению логической структуры квантовой механики.
Напротив, волновая механика Шредингера удобна для решения прикладных задач.
Развитие вычислительной техники позволило прогнозировать характеристики атомных
систем, не проводя экспериментов.
Состояние каждого электрона в атоме описывают с помощью четырех квантовых чисел:
главного (n), орбитального (l), магнитного (m) и спинового (s). Первые три характеризуют
движение электрона в пространстве, а четвертое - вокруг собственной оси.
Главное квантовое число (n). Определяет энергетический уровень электрона, удаленность уровня
от ядра, размер электронного облака. Принимает целые значения (n = 1, 2, 3 ...) и соответствует
номеру периода. Из периодической системы для любого элемента по номеру периода можно
определить число энергетических уровней атома и какой энергетический уровень является
внешним.
Орбитальное квантовое число (l) характеризует геометрическую форму орбитали. Принимает
значение целых чисел от 0 до (n - 1). Независимо от номера энергетического уровня, каждому
значению орбитального квантового числа соответствует орбиталь особой формы. Набор орбиталей
с одинаковыми значениями n называется энергетическим уровнем, c одинаковыми n и l -
подуровнем.
Магнитное квантовое число (m) характеризует положение электронной орбитали в пространстве и
принимает целочисленные значения от -I до +I, включая 0. Это означает, что для каждой формы
орбитали существует (2l + 1) энергетически равноценных ориентации в пространстве.
Спиновое квантовое число (s) характеризует магнитный момент, возникающий при вращении
электрона вокруг своей оси. Принимает только два значения +1/2 и –1/2 соответствующие
противоположным направлениям вращения.