Elektrónový obal atómu

Stavba atómu – Grécki filozofi Demokritos a Deukipos vyslovili teóriu, že najmenšia jestvujúca častica je atóm. Tvrdili, že atóm je nedeliteľný. Toto bola chyba, lebo atóm je deliteľný na protóny, neutróny a elektróny. Tie sa dajú deliť ešte ďalej na quarky.

J.J.Thompson – Na sklonku 19.-ho storočia predstavil pudingový model atómu: Keď si predstavíme vanilkový puding s hrozienkami. Vanilka je kladná hmota a hrozienka sú elektróny náhodne umiestnené a môžu kmitať iba v určitom prietore a rovnovážnej polohe. V roku 1906 objavil elektón.

Ernest Rutheford – planetárny model, nadväzoval na Thompsona. Cez tenkú zlatú platničku nachal prechádzať α častice (héliové jadrá). Očakával, že kladná hmota je rozložená v atóme rovnomerene a tak očakával len malé výchylky trajektórii α častíc. Realita bola však odlišná a odchýlky boli veľmi rôzne, miestami veľmi veľké (väčšie ako 90°). Toto zistenie vysvetlil, tak že kladná hmota je rozdelná veľmi nerovnomere. Rutheford usúdil že kladná hmota je sústredená vo veľmi malom objeme atómu (približne 1/100 000). Z týchto zistení vyslovil záver, že stavba atómu je podobná slnečnej sústave – elektróny obiehajú okolo jadra. Avšak takto by elektróny strácali energiu a tak by sa približovali k jadru až by s jadrom splynuli. Čiže atóm by nebol stabilný a elektróny by museli vysielať súvislé spektrum, čo je v rozpore s pozorovaním čiarového spektra vysielaného elektrónmi.

Niels Bohr – odvodil základy k hlavnému kvantovému číslu, vyslovil myšlienku, že každý elektrón ma presne stanovenú polohu (orbitál) s polomerom r a prislúchajúcou energiou E. Svoje zistenia zhrnul do dvoch postulátov, ktoré majú platnosť zákonov. 1. postulát – Kvantová podmienka: Energia elektrónov je presne kvantovaná, ak je vzdialenosť elektrónu od jadra r1, tak mu prislúcha energia E1. Taktiež odvodil základ hlavného kvantového čísla: mevr = nh/2p, kde n je hlavné kvantové číslo.
2. postulát – Frekvenčná podmienka: Elektrón vyžaruje energiu, len v prípade že sa vracia z energeticky bohatšej dráhy na energeticky chudobnejšiu. hf = E2 – E1. Vysveluje prečo elektróny vyžarujú čiarové spektrum. Avšak presne to platí len pre vodík, a taktiež Bohr nevedel vysvetliť triplety a multiplety.

Sommerfeld – vrstový model, zaviedol vedľajšie (l) a magnetické (m) kvantové číslo. Vyslovil, že elektróny v rámci jednej vrstvy môžu energeticky líšiť. Taktiež tvrdil, že elektróny sa pohybujú po eliptických dráhach a tak ich pohyb nie je rovnomerný (čím bližšie je elektrón k jadru, tým rýchlejšie sa pohybuje). Magnetické kvantove číslo určuje mieru otočenia elektrónu pri vložení atómu do magnetického poľa. Nevedel vysvetliť relativistické postupy.

Erwin Schrödinger – vlnovo-mechanický model. Vyslovil pravdepodobnosť výskytu elektrónu, elektrón sa môže vyskytovať na rozličných miestach v závislosti od jadra, ale s rôznou pravdepodobnosťou.

Werner Heisenberg – podobný záver ako Schrödinger, ale použil dokázal ho odlišným spôsobom

Paul Dirac – chcel prepojiť kvanotvú a relativistickú fyziku, zaviedol spinové (s) kvantové číslo.

Pauliho princíp – v atóme nemôžu existovať dva elektróny, ktoré by mali rovnaké všetky štyri kvantové čísla.