Hotel Electron

Być może najtrudniejsza do zrozumienia część struktury atomowej jest obecna koncepcja, w jaki sposób elektrony są rozmieszczone poza jądrem. Może to być również najtrudniejsze do opisania lub opisania. Studenci przychodzą do chemii wygodniej z myślą o elektronach orbitujących wokół jądra, takich jak planety wokół Słońca. Chociaż ten pomysł jest znany z błędów od prawie 100 lat, to częściowo z powodu łatwości, z jaką mogą się do niego odnosić ludzie. Aby pomóc studentom zrozumieć pojęcie elektronów poruszających się w przestrzeni trójwymiarowej, rozmieszczonych przez zwiększanie energii potencjalnej i opisywanych przez chmury prawdopodobieństwa, pomocna jest analogia.

Elektrony o najmniejszym potencjale energii znajdują się w pobliżu jądra. Wraz ze wzrostem odległości między jądrem a elektronami zwiększa się także potencjalna energia. Tam, gdzie uczniowie mogą być skłonni mówić o "pierścieniach" elektronów, elektrony są rzeczywiście rozmieszczone w poziomach energetycznych i podpoziomach. Podpole to zestawy orbitali, chmury przestrzeni, które przewidują 90% szanse na zlokalizowanie elektronu . Te chmury prawdopodobieństwa są określone matematycznie.

Choć nie jest to idealna analogia, można to porównać do hotelu elektronicznego. Podłogi hotelu oznaczałyby poziom energii, każdy dalej od parteru lub jądra. Każde piętro miałoby skrzydła, które są podpoziomami, aw skrzydłach są pomieszczenia lub orbitale. Pokój może zawierać 0, 1 lub 2 elektrony. Hotel będzie zamieszkiwał pokoje, skrzydła i podłogi w celu zwiększenia energii, podobnie jak zasada Aufbau opisuje gromadzenie się elektronów w zależności od energii. Tworzenie wizualnej reprezentacji tego wyrafinowanego pomysłu pomaga studentom przejść od niedoskonałego modelu atomu Układu Słonecznego do bardziej skomplikowanego (ale dokładniejszego) modelu opartego na prawdopodobieństwie.