Nel 1905 J.Thomson ha proposto il primo modello della struttura dell'atomo, secondo il quale si tratta di una sfera caricata positivamente, all'interno della quale si trovano particelle con carica negativa - elettroni -. La neutralità elettrica dell'atomo è stata spiegata dall'uguaglianza delle cariche della palla e di tutti i suoi elettroni.
Questa teoria fu sostituita nel 1911 damodello planetario creato da Rutherford: al centro della stella-nucleo, che costituisce la maggior parte dell'intero atomo, i pianeti elettroni ruotano attorno ad esso attorno ad esso. Tuttavia, in seguito i risultati degli esperimenti hanno messo in discussione la correttezza di questo modello. Ad esempio, dalle formule di Rutherford è seguito che le velocità di movimento degli elettroni e i loro raggi possono cambiare continuamente. In questo caso, si osserverebbe un'emissione continua su tutto lo spettro. Tuttavia, i risultati degli esperimenti indicano spettri di linea di atomi. Ci sono anche alcune altre contraddizioni. Successivamente, N. Bohr propose un modello quantistico della struttura dell'atomo. È necessario notare il terreno e lo stato eccitato dell'atomo. Questa caratteristica consente, in particolare, di spiegare la valenza dell'elemento.
Lo stato eccitato di un atomo èstadio intermedio tra lo stato con livello di energia zero e sopra di esso. È estremamente instabile, quindi è molto transitorio - la durata è di milionesimi di secondo. Lo stato eccitato dell'atomo si verifica quando viene impartita energia aggiuntiva ad esso. Ad esempio, l'esposizione alla temperatura e ai campi elettromagnetici può essere la sua fonte.
In una forma semplificata, la teoria classica della strutturaL'atomo afferma che particelle indivisibili caricate negativamente - elettroni - ruotano attorno al nucleo a determinate distanze in orbite circolari. Ogni orbita non è una linea, come potrebbe sembrare, ma una "nuvola" di energia con diversi elettroni. Inoltre, ogni elettrone ha il suo spin (ruota attorno al suo asse). Il raggio orbitale di qualsiasi elettrone dipende dal suo livello di energia, quindi, in assenza di influenza esterna, la struttura interna è abbastanza stabile. La sua violazione - lo stato eccitato dell'atomo - si verifica quando viene comunicata energia esterna. Di conseguenza, nelle ultime orbite, dove la forza di interazione con il nucleo è piccola, gli spin accoppiati degli elettroni non sono accoppiati e, di conseguenza, vengono trasferiti in cellule non occupate. In altre parole, in conformità con la legge di conservazione dell'energia, la transizione di un elettrone a livelli di energia più elevati è accompagnata dall'assorbimento di quanti.
Considera lo stato eccitato di un atomo aun esempio di atomo di arsenico (As). La sua valenza è tre. È interessante notare che questo valore è vero solo per il caso in cui l'elemento si trova in uno stato libero. Poiché la valenza è determinata dal numero di giri non accoppiati, quindi quando un atomo riceve energia esterna nella regione dell'ultima orbita, si osserva il disaccoppiamento con la transizione della particella in una cella libera. Di conseguenza, l'orbita cambia. Poiché i livelli secondari di energia cambiano semplicemente posto, la transizione (ricombinazione) allo stato fondamentale dell'atomo è accompagnata dal rilascio dell'equivalente di energia assorbita sotto forma di quanti. Tornando all'esempio dell'arsenico: a causa della variazione del numero di giri non accoppiati nello stato eccitato, la valenza dell'elemento corrisponde a cinque.
Schematicamente, tutto quanto sopra è il seguentemodo: quando un atomo riceve una porzione di energia dall'esterno, gli elettroni esterni vengono spostati a una distanza maggiore dal nucleo (il raggio delle orbite aumenta). Tuttavia, poiché il protone rimane nel nucleo, il valore totale dell'energia interna dell'atomo diventa più grande. In assenza di una fornitura continua di energia esterna, l'elettrone ritorna molto rapidamente alla sua orbita precedente. In questo caso, l'eccesso della sua energia viene rilasciato sotto forma di radiazione elettromagnetica.
