Развитие модельной теории атома Бора.
Весьма важным результатом теории Бора было объяснение спектра
атома водорода. Дальнейший шаг в развитии теории атомных спектров был сделан
нем. физиком А. Зоммерфельдом. Разработав более детально правила квантования,
исходя из более сложной картины движения электронов в атоме (по эллиптич.
орбитам) и учитывая экранирование внешнего (т. н. валентного) электрона
в поле ядра и внутренних электронов, он сумел дать объяснение ряда закономерностей
спектров щелочных металлов.
Теория атома Бора пролила
свет и на структуру т. н. характеристических спектров рентгеновского излучения.
Рентгеновские спектры атомов так же,< как и их оптические спектры,
имеют дискретную линейчатую структуру, характерную для данного элемента
(отсюда и название). Исследуя характеристич. рентгеновские спектры различных
элементов, англ. физик Г. Мозли открыл след. закономерность: квадратные
корни из частот испускаемых линий равномерно возрастают от элемента к элементу
по всей периодич. системе Менделеева пропорционально атомному номеру элемента.
Интересно то обстоятельство, что закон Мозли полностью подтвердил правоту
Менделеева, нарушившего в нек-рых случаях принцип размещения элементов
в таблице по возрастающему атомному весу и поставившего нек-рые более тяжёлые
элементы впереди более лёгких.
На основе теории Бора удалось
дать объяснение и периодичности свойств атомов. В сложном атоме образуются
электронные оболочки, к-рые последовательно заполняются, начиная от самой
внутренней, определёнными числами электронов (физ. причина образования
оболочек стала ясна только на основании принципа Паули, см. ниже). Структура
внешних электронных оболочек периодически повторяется, что обусловливает
периодич. повторяемость хим. и многих физ. свойств элементов, расположенных
в одной и той же группе периодич. системы. На основе же теории Бора нем.
химиком В. Косселем были объяснены (1916) хим. взаимодействия в т. н. гете-рополярных
молекулах.
Однако далеко не все вопросы
теории атома удалось объяснить на основе модельных представлений теории
Бора. Она не справлялась со многими задачами теории спектров, позволяла
получать лишь правильные значения частот спектральных линий атома водорода
и водоро-доподобных атомов, интенсивности же этих линий оставались необъяснёнными;
Бору для объяснения интенсивностей пришлось применить принцип соответствия.
При переходе к объяснению
движений электронов в атомах, более сложных, чем атом водорода, модельная
теория Бора оказалась в тупике. Уже атом гелия, в к-ром вокруг ядра движутся
2 электрона, не поддавался теоретич. интерпретации на её основе. Трудности
при этом не исчерпывались количественными расхождениями с опытом. Теория
оказалась бессильной и в решении такой проблемы, как соединение атомов
в молекулу. Почему 2 нейтральных атома водорода соединяются в молекулу
водорода? Как вообще объяснить природу валентности? Что связывает атомы
твёрдого тела? Эти вопросы оставались без ответа. В рамках боровской модели
нельзя было найти подхода к их решению.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я