Вопрос ✔, страница 136 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 31. Строение электронных оболочек атомов. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - страница 136.

Как располагаются электроны вокруг атомного ядра — хаотически или в определённом порядке?

Расположение электронов вокруг атомного ядра нельзя однозначно назвать ни хаотическим, ни упорядоченным в классическом понимании этих слов. Современная квантово-механическая модель атома описывает это расположение как вероятностное, но подчиняющееся строгим законам и принципам, что вносит фундаментальный порядок в кажущийся хаос.

Изначально планетарная модель атома Резерфорда-Бора предполагала, что электроны движутся вокруг ядра по строго определённым круговым орбитам, подобно планетам. Это была модель строгого порядка. Однако она имела ряд недостатков и не могла объяснить многие экспериментальные факты.

Современная физика описывает электрон не как крошечный шарик, летящий по траектории, а как объект, обладающий корпускулярно-волновым дуализмом, то есть проявляющий свойства и частицы, и волны. В соответствии с принципом неопределённости Гейзенберга, невозможно одновременно точно измерить координату и импульс (а значит, и скорость) электрона. Поэтому понятие "траектория" для электрона в атоме теряет смысл.

Вместо этого используется понятие атомной орбитали — это не линия движения, а область пространства вокруг ядра, в которой вероятность найти данный электрон максимальна (обычно принимается за 90-95%). Эту область можно визуализировать как "электронное облако" разной формы и плотности. Движение электрона внутри этого облака непредсказуемо, и в этом смысле его можно назвать хаотическим.

Однако сами эти орбитали и их заполнение электронами подчиняются строжайшему порядку, который определяется квантовыми числами и фундаментальными принципами:
1. Энергетические уровни. Электроны могут обладать только определёнными, дискретными значениями энергии. Они располагаются на энергетических уровнях (или электронных слоях), которые нумеруются главным квантовым числом $n = 1, 2, 3, \ldots$. Электрон не может находиться "между" уровнями.
2. Подуровни и форма орбиталей. Каждый уровень (кроме первого) состоит из подуровней ($s, p, d, f$), которым соответствуют орбитали разной формы. Например, $s$-орбитали имеют сферическую форму, а $p$-орбитали — форму объёмной восьмёрки (гантели).
3. Принципы заполнения. Распределение электронов по орбиталям происходит в строгом порядке: согласно принципу наименьшей энергии (сначала заполняются уровни с меньшей энергией), принципу Паули (на одной орбитали может находиться не более двух электронов, причём с противоположными спинами) и правилу Хунда.

Таким образом, электронная структура атома представляет собой высокоорганизованную систему. Хотя движение каждого отдельного электрона в своей орбитали непредсказуемо, общее расположение электронов в атоме строго упорядочено.

Ответ: Электроны вокруг атомного ядра располагаются в строго определённом порядке. Этот порядок носит квантово-механический характер: электроны распределяются по дискретным энергетическим уровням и атомным орбиталям в соответствии с чёткими законами и принципами, а не движутся хаотически.