مدل اتمی شرودینگر(مدل کوانتومی اتم) ( با تأکید بر خصلت موجی):
در سال ١٩٢٦ اروین شرودینگر فیزیکدان مشهور اتریشی بر مبنای رفتار دو گانه ی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن مدلی برای اتم پیشنهاد داد . وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره ای شکل از حضور الکترون در فضایی سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان آورد. او پس از انجام محاسبات بسیار پیچیدهء ریاضی نتیجه گرفت همان گونه که برای مشخص کردن موقعیت یک جسم در فضا به سه عدد ( طول وعرض و ارتفاع ) نیاز است برای مشخص کردن هر یک ازاوربیتال های یک اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم . شرودینگر به این منظور از سه عدد n وl و ml استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند.
n که عدد کوانتومی اصلی گفته می شود، همان عددی است که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی در مدل خود به کار برده بود. در مدل کوانتومی به جای ترازهای انرژی از واژهء لایه های الکترونی استفاده می شود و n سطح انرژی را معین می کند. n=1 پایدارترین لایهء الکترونی را نشان می دهد و هر چه n بالاتر رود سطح انرژی لایه ی الکترونی افزایش می یابد. پیرامون هستهء اتم حداکثر هفت لایهء الکترونی مشاهده شده است
اوربیتال:
اوربیتال فضای سه بعدی در اطراف هسته است که احتمال حضورالکترون دراونجا زیاده(بیش از9۰ درصد) پس به مناطقی در اطراف هسته که احتمال حضور الکترون اونجا زیاده میگیم اوربیتال.
اتم ها چندین اوربیتال دارن. ما اگرچه نمیتونیم محل دقیق الکترون ها رو در اطراف هسته بدونیم اما میتونیم بگیم تو کدوم اوربیتال اتم قرار دارن.
همون طور که برای مشخص کردن موقعیت یک شیئ در فضا به سه عدد (طول و عرض و ارتفاع) نیاز داریم. برای مشخص کردن موقعیت هر الکترون در اطراف هسته هم (نشون دادن اوربیتالی که الکترون اون تو قرار داده) به داده هایی نیاز داریم. شرودینگر برای این کار سه عدد n ، l ، ml رو پیشنهاد داد.
در مدل کوانتومی اتم اینطور تصور میکنیم که در اطراف هستهء اتم یک سری "لایه های الکترونی" وجود داره .هر لایهء الکترونی خودش شامل یک یا چندین "زیر لایه" هست و و زیر لایه ها هم از یک یا مجموعه ای از "اوربیتال ها" تشکیل شدن. پس وقتی ما میخوایم آدرس یه الکترون رو مشخص کنیم اول باید بدونیم تو کدوم لایه الکترونی قرار داره بعد بدونیم تو کدوم زیر لایه است و بعد از پیدا کردن زیر لایه مشخص کنیم اوربیتال مورد نظر ما کدوم یک از اوربیتال های داخل اون زیر لایه است.
لایه های الکترونی با عدد n (عدد کوانتومی اصلی) نشون داده میشن.
زیرلایه ها با عدد l (عدد کوانتومی اوربیتالی) نشون داده میشن.
اوربیتال های داخل هر زیر لایه با عددml(عدد کوانتومی مغناطیسی) نشون داده میشن.
الکترون ها هم داخل همین اوربیتال ها قرار دارن!
برای درک بهتر مفهوم لایه و زیر لایه و اوربیتال ها میتونیم اتم رو به یک هتل( از نوع 5 ستاره ) تشبیه کنیم.
هتل ما از چندین طبقه تشکیل شده (مثل اتم که از چندین لایه الکترونی تشکیل شده.)
در هر طبقهء هتل چندین اتاق وجود داره(در هر لایه الکترونی یک یا چندین زیر لایه وجود داره)
در هر اتاق یک یا چند کمد دو نفره(با این دونفره بعدا کار داریم) وجود داره( در هر زیر لایه یک یا چندین اوربیتال وجود داره)
خب وقتی شما بخواید نشونی یکی از کمد های داخل هتل رو به یک نفر بدین باید چی کار کنین؟ به عنوان مثال باید بگید: برو به طبقه 2... داخل اتاق شماره 1... کمد شماره ی 3...
برای مشخص کردن آدرس یک اوربیتال در اتم هم به همین صورت اول باید مشخص کنیم
در کدوم لایه قرار داره (؟=n )
در کدام زیر لایه قرار داره (؟= l )
از بین اوربیتال های اون زیر لایه کدام اوربیتاله(؟=ml)
و حالا اون فرد میتونه بره و توی کمد، یک یا دو لباس پیدا کنه!! (یعنی الکترون ها توی اتم هم توی اوربیتال هایی هستن که ظرفیت شون دو تا الکترونه) البته لازم به ذکر است که طراحی هتل ما کمی همراه با ذوق و سلیقه است!
کمد های طبقه بالا بزرگ تر هستند؛ یعنی اوربیتال های لایه های دارای n بیشتر، بزرگتر از اوربیتالهای دارای n کمتر هستند.
هم چنین باید بدانید که کمد های اتاق های مختلف، شکل های متفاوتی دارند (اوربیتالهای زیرلایه های مختلف، شکل متفاوتی دارند).
و همان طور که گفتیم، اتاق ها دارای تعداد کمد مختلف هستند. بعضی اتاق ها دارای 1 و بعضی دارای 3 و بعضی دیگر دارای 5 و بالاخره بعضی هم دارای 7 کمد هستند! (تعداد اوربیتالها در زیرلایه های مختلف، متفاوت است)
