ГЛАВА 36. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

На основе теории Бора удалось дать объяснение и периодичности химических свойств атомов. Оказалось, что на каждой разрешенной орбите может «размещаться» определенное число электронов (это утверждение называется принципом Паули). Поэтому при увеличении числа электронов в атоме будут последовательно «заполняться» электронами все разрешенные орбиты, начиная с самой первой (n = 1), поскольку энергия электронов на этой орбите минимальна. В результате в многоэлектронном атоме образуются так называемые электронные оболочки. Химические свойства любого элемента определяются его внешними электронами, поскольку именно от их свойств зависит возможность атомов вступать в те или иные химические соединения. А поскольку структура внешних электронных оболочек периодически повторяется, то периодически повторяются и химические свойства элементов, расположенных в одной и той же группе периодической системы.

Однако далеко не все вопросы теории атома удалось объяснить на основе модельных представлений Бора. Теория Бора не справлялась со многими задачами атомной спектроскопии, позволяла получать лишь правильные значения частот спектральных линий атома водорода и водородоподобных ионов, интенсивности же этих линий оставались необъясненными. При переходе к объяснению движений электронов в атомах, более сложных, чем атом водорода, модельная теория Бора оказалась в тупике. Уже атом гелия, в котором вокруг ядра движутся 2 электрона, не поддавался теоретической интерпретации в рамках этой теории. Трудности при этом не исчерпывались только количественными расхождениями с опытом. Теория оказалась бессильной и в решении такой проблемы, как соединение атомов в молекулу. Почему два нейтральных атома водорода соединяются в молекулу водорода? Как объяснить природу валентности? Что связывает атомы твердого тела? Все эти вопросы оставались без ответа в рамках боровской модели. Эти вопросы были решены в последовательной теории микромира — квантовой механике, которая была создана в 20-х годах XX в. В. Гейзенбергом, Э. Шредингером, П. Дираком, М. Борном, Л. Де-Бройлем, другими физиками. Значительный вклад в ее создание внес и сам Н. Бор, чья первая квантовая теория сыграла важнейшую роль в понимании физики микрообъектов.