Aurkikuntza zientifikoen mugarriak - Pauli printzipioa

Iraganeko fisikarien lorpen esanguratsuenak , materia elektrikoaren eta nuklearren irudikapenaren alorrean eginkizunaren arloan lanean, azken mendean hasi ziren. Mikro-munduaren ezagutzan aurrerapen horietako bat zientzien historiako "Pauli printzipioaren " izenez ezagutzen da. Garai hartan, argi geratu zen atomoaren barruan fenomenoen izaera kuantikoa modu dramatikoan aldatu zela microworldren errealitateei buruz. Eta zer da hau kuantikoa? Kantitate fisikoaren neurketa unitate jakin bat da, gutxieneko "zati" moduan, eta horietako gutxiago ezin da izan. Adibidez, lehenengo elektroiaren orbitako erradioa ezin da 5.29 × 10-11 m baino txikiagoa izan. Ez da zuzena zenbatekoa baino gutxiagoko distantziari buruz hitz egitea. Ez dira existitzen.

Cuantoa kontzeptu fisiko ezagunen esentzia da, hala nola, masa, indarra, energia, elektroien izaera eta atomoaren beste partikulen inguruko ideiak zabaltzen dituena. Eta, jakina, unibertsoaren adreiluei buruz "xehetasunez" hitz egiteko, tresna hauek deskribatzeko sortu ziren. Orduz geroztik, elektroiaren egoera lau zenbakiz osatuta dago, zenbaki kuantikoak deritze. Zenbaki hauen konbinazio desberdinak elektroi baten itxura osoa eta berezia da. Elektroiaren energia, espazio eta barne egoeraren deskribapena egin zen bezain laster, honako galdera hau sortu zen: nola egin dezaket elektroiak atomo bakoitzean asko egon daitezkeen nukleoaren inguruan? Nola dira "josia"? Galdera honen azterketa Pauli printzipioa bezala ezagutzen den lege baten formulazioa ekarri zuen. Zein da bere esentzia?

Auto-hezkuntza apur bat

1. Atomoaren forma sinplean osagai nagusiak ditu: nukleoa eta elektroiak, hurrenez hurren, erdian eta nukleoko orbitetan kokatuta. Orbita-erradioak (n-k adierazten duenak) zenbaki osoen balioak hartzen ditu, kuantiko batekin hasita - gutxieneko "zati" posiblea distantzia. Kasu horretan, n = 1, gutxieneko "oreka baxua" daukagu, energia txikieneko elektroiak biratzen. Elektroien energia-maila n zenbaki kuantikoa zehazten da, zenbaki nagusia ere deitzen dena. Kontuan izan, n erradio jakin baterako, n = 2 (n • n) formula elektroi kopurua kalkula dezakezula orbita honetan. Hemendik, erraza da elektroi kopurua mugatzea norberaren orbitan zenbakiarekin kalkulatzeko: lehenengo - bi, bigarren - zortzi, hirugarrena - hemezortzi, eta abar. Petrolioaren maskorrak betetzeaz gain, N baino handiagoa ez den zenbatekoari buruzko ondorio hau Pauli printzipioa daukan puntu garrantzitsu bat da.

2. Elektroi batek maila nagusi bakoitzeko energia azpiegiturak izan ditzake. Zenbaki kuantikoaren spin-off (edo orbital) izeneko sinboloak adierazten du, eta 0 eta 4 arteko balioa izan dezakete. Zenbakiaren balioa l elektroiaren hodeiaren forma espaziala zehazten du: esfera, dumbbell, eta abar.

3. Elektroiaren mugimendua, hau da, korronte-fluxua, eremu magnetiko zirkular bat sortzen du. Baina kasu honetan, elektroiak momentu orbital magnetiko bat du , hau da, hurrengo hirugarren zenbaki kuantikoa mL. Zenbaki kuantiko magnetikoa deritzo eta elektroiaren orbital angelu-momentuaren proiekzioa eremu magnetikoaren norabidean. Zenbakiak hartutako balioak barrutitik -l-tik + l-ra bitartekoak dira, zero balioaren kontuan hartuta, eta guztiak (2l + 1) izan daitezke.

4. Azkenik, elektroiaren azken kuantikoaren ezaugarri nagusia spin da. Bakarrik 2 seinaleak ditu ms = + 1/2 eta ms = -1 / 2. Spinaren esentzia fisikoa elektroiaren bultzatze mekanikoaren momentua da, espazioan mugimenduarekin loturarik ez duena.

Pauli printzipioaren eta sistema periodikoaren arteko lotura Mendeleev

1925. urtean fisikan, microworld-en funtsezko propietatearen aurkikuntza egin zen, DI Mendeleyev-en mahaiaren antzekoa. Bere "padrino" izena jaso zuen eta, gero, Pauli printzipioa bezala ezagutzen da. Kimikari dagokionez, aldizkako sistema baten esparruan substantziei eta haien elkarrekintzei buruzko zientzia gisa ezin liteke atomoen bateratzearen, molekulen eraketa eta abarretako prozesuen mekanismo asko azaldu. Arrazoi nagusia zera da: atomoaren xehetasun maila, kimikaren ikuspuntutik, atomoaren, elektroiaren eta nukleoaren kontzeptuen gainean. Errepresentazio atomiko-molekular horiek sortu eta sortu ziren duela 150 urte - mende lehenago. Apur bat geroago, A.M. Butlerovek konposatu kimikoen teoria bat garatu zuen, eta, gero, lege periometrikoa aurkitu zen . Atomoetatik molekula baten jaiotza irudikatu zuen eta "ekonomia" atomikoaren egitura ulertu zuen.

Elektroiaren modeloaren ezaugarri kuantikoen esentzia ulertzea posible egin zen Pauli printzipioaren ondoren. Bere laguntzarekin azaldu ziren maskorren antolaketa eta elektroien betetzeen ordena. Printzipioaren esentzia elektroiak lau funtzio kuantikoen multzoak izan ditzake, baina atomoek ezin dute bere osaera bi elektroi izan, ezaugarri kuantiko guztietan berdinak.

Atomoaren egiturako legeen aurkikuntza nagusia, Pauli printzipioa duena, fisika da, hau da, Fenomenoaren izaera, maskorrak elektroiekin betetzea da. Eta hori, aldi berean, lege periurikoaren justifikazioa egiteko oinarrizko baldintzak eman zituen. Horrela, atomoaren eta molekularen egitura orokorraren legeen eduki "kimikoa" funtsezko baieztapena jaso du fisikan, atomoaren "arkitektura" barne eraikitzean.