Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Dlaczegowfizycznymświeciemożliwajeststruktura?
21
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
---
przestrzenny)biorąsięstąd,żetylkodlaniektórychenergii(azatemdługościfalimaterii,
odwrotnieproporcjonalnychdoenergii)elektronuszczytyidolinkifaliniewygaszająsię
nawzajem,leczprzeciwnie-wzmacniają,prowadzącdopowstawaniastabilnychnstruktur”.
Mówiącwpewnejprzenośni,elektronwtensposóbnobiega”jądroatomowe,abyngórki”
związanejztymelektronemfalimateriipokrywałysięzesobąwkolejnychobiegach
-gdybyngórka”natrafiłanandolinkę”,znosiłybysięonenawzajem.nObwód”orbitalimusi
wpewnymsensieodpowiadaćdługościfalimateriidanegoelektronu(odległościpomiędzy
jejkolejnymingórkami”)lubjejwielokrotności.Energiaelektronuwatomiejestproporcjo-
nalnadojegoodległościodjądra:immniejszaodległość,tymniższaenergia.Najniższa
możliwaenergiaodpowiadanajmniejszejodległościelektronu(aściślej-najmniejszejod-
ległościnajwiększegozagęszczeniajegochmurkielektronowej)odjądra.Taspecyficzna
siłaodpychająca,zabraniającaelektronowinadmierniezbliżyćsiędojądra,awynikająca
zmechanikikwantowej(trudnobyłobyznaleźćjejodpowiednikwklasycznymświecie),
umożliwiapowstanienajprostszejstruktury(jądropluschmurkielektronowe),określając
jednocześnierozmiarytejstruktury(najprostszegoatomu).Stanowitopierwsząegzempli-
fikacjęnaszegoogólnegotwierdzenia,iżstrukturawświeciefizycznymmożliwajestdzięki
istnieniupewnejrównowagipomiędzysiłamiprzyciągającymiiodpychającymi,przyczym
bardzoistotnyjestfakt,iżprzyodległościwiększej,niżjakiśkrytycznydystansprzeważa
siłaprzyciągająca,natomiastjeśliodległośćjestmniejszaodwartościkrytycznej,zaczyna
dominowaćsiłaodpychająca.Utrzymujetodystanspomiędzyobiektamifizycznymina
określonympoziomie,determinującymrozmiarstrukturytworzonejprzezteobiekty.
Dlaczegozatemistniejąwogólewprzyrodziebardziejskomplikowaneatomy
otakróżnorodnejstrukturze,determinującejwłaściwościfizykochemicznerozmaitychpier-
wiastkówchemicznych?Dlaczegopoprostuwszystkieelektronyniegromadząsięnaorbi-
talunajbliższymjądraatomowego,charakteryzującymsięnajniższąenergią?Tuwchodzi
nascenędrugansiłaodpychająca”,amianowicietzw.zasadaPauliego,stwierdzająca,iż
danypoziomenergetyczny(aściślej:danyorbital)mogąobsadzaćjedyniedwaelektrony,
aitojedyniewtedy,kiedymająoneprzeciwnieskierowanespiny(czyli,mówiącwdużym
uproszczeniu,kiedyjedenkręcisięwprawo,adrugiwlewo;spintowłasnośćkwantowa,
którejniedasięłatwowyrazićwjęzykupotocznym,aktóradopewnegostopniajestkwan-
towymekwiwalentemwirowaniawokółosi).Inaczejmówiąc,żadnedwaelektronynie
mogąbyćwjednakowymstaniekwantowym,któregoelementamisąorbital,naktórym
elektronsięznajdujeikierunekjegospinu.Kiedyatomposiadawięcejniżdwaelektrony
5
Wynikająonezewzajemnegowzmacnianiasięfalmateriibędącychwtejsamejfazie(ngórki”
falispotykająsięzngórkami”,andolinki”-zndolinkami”)orazwygaszaniafalbędącychwfazie
przeciwnej(ngórki”nakładająsięnandolinki”).
