مدرس الكيمياء الإقليمي جون دالتون عام 1803افتتح العام "قانون العلاقات المتعددة". تقول هذه النظرية أنه إذا كان بإمكان عنصر كيميائي معين تكوين مركبات مع عناصر أخرى ، فإن كل جزء من كتلته سيشكل جزءًا من كتلة مادة أخرى ، وستكون العلاقة بينهما هي نفسها بين الأعداد الصحيحة الصغيرة. كانت هذه المحاولة الأولى لشرح التركيب المعقد للمادة. في عام 1808 ، حاول نفس العالم شرح القانون الذي اكتشفه ، واقترح أن الذرات في العناصر المختلفة يمكن أن يكون لها كتل مختلفة.
تم إنشاء النموذج الأول للذرة في عام 1904. أطلق العلماء على التركيب الإلكتروني للذرة في هذا النموذج اسم "حلوى الزبيب". كان يعتقد أن الذرة هي جسم ذو شحنة موجبة ، حيث تختلط مكوناته بشكل موحد. لم تستطع نظرية كهذه الإجابة عن سؤال ما إذا كانت مكونات الذرة في حالة حركة أم في حالة سكون. لذلك ، في وقت واحد تقريبًا مع نظرية "الحلوى" ، اقترح Nagaoka الياباني نظرية تم فيها تشبيه بنية غلاف الإلكترون للذرة بالنظام الشمسي. ومع ذلك ، في إشارة إلى حقيقة أنه عند الدوران حول الذرة ، يجب أن تفقد مكوناتها الطاقة ، وهذا لا يتوافق مع قوانين الديناميكا الكهربائية ، رفض فين نظرية الكواكب.
ومع ذلك ، بعد اكتشاف الإلكترون ، أصبح من الواضح أن بنية الذرة أكثر تعقيدًا مما كان يتصور. نشأت الأسئلة: ما هو الإلكترون؟ كيف يعمل؟ هل هناك جسيمات دون ذرية أخرى؟
بحلول بداية القرن العشرين ، تم قبول نظرية الكواكب أخيرًا. أصبح من الواضح أن كل إلكترون يتحرك على طول مدار النواة مثل كوكب حول الشمس ، له مساره الخاص.
لكن المزيد من التجارب والبحثدحض هذا الرأي. اتضح أن الإلكترونات ليس لها مسار خاص بها ، ومع ذلك ، من الممكن التنبؤ بالمنطقة التي يظهر فيها هذا الجسيم في أغلب الأحيان. تدور الإلكترونات حول النواة ، وتشكل مدارًا يسمى غلاف الإلكترون. الآن كان من الضروري التحقق من بنية غلاف الذرات الإلكترونية. اهتم الفيزيائيون بالأسئلة التالية: كيف تتحرك الإلكترونات بالضبط؟ هل هناك نظام في هذه الحركة؟ ربما حركة المرور فوضوية؟
كان سلف الفيزياء الذرية ن.أثبت بور وعدد من العلماء البارزين أيضًا أن الإلكترونات تدور في طبقات الغلاف ، وأن حركتها تتوافق مع قوانين معينة. كان من الضروري دراسة بنية غلاف الإلكترون للذرات عن كثب وبالتفصيل.
من المهم بشكل خاص معرفة هذه البنية للكيمياء ،لأن خصائص المادة ، كما هو واضح بالفعل ، تعتمد على بنية وسلوك الإلكترونات. من وجهة النظر هذه ، فإن سلوك المدار الإلكتروني هو أهم ما يميز هذا الجسيم. لقد وجد أنه كلما اقتربت الإلكترونات من نواة الذرة ، يجب بذل المزيد من الجهد لكسر رابطة نواة الإلكترون. تمتلك الإلكترونات الموجودة بجوار النواة أقصى اتصال بها ، ولكن لها أقل قدر من الطاقة. في حالة الإلكترونات الخارجية ، على العكس من ذلك ، تضعف الرابطة مع النواة ويزداد إمداد الطاقة. وهكذا ، تتشكل طبقات إلكترونية حول الذرة. أصبح هيكل غلاف الإلكترون للذرات أكثر وضوحًا. اتضح أن مستويات الطاقة (الطبقات) تشكل جزيئات ذات احتياطيات طاقة قريبة.
اليوم من المعروف أن مستوى الطاقةيعتمد على n (هذا رقم كمي) ويتوافق مع الأعداد الصحيحة من 1 إلى 7. يتم تحديد بنية غلاف الإلكترون للذرات وأكبر عدد من الإلكترونات في كل مستوى بواسطة الصيغة N = 2n2.
يشير الحرف الكبير في هذه الصيغة إلى أكبر عدد من الإلكترونات في كل مستوى ، ويشير الحرف الصغير إلى الرقم الترتيبي لهذا المستوى.
هيكل غلاف الإلكترون للذراتيثبت أنه في الغلاف الأول لا يمكن أن يكون هناك أكثر من ذرتين ، وفي الرابعة - لا يزيد عن 32. المستوى الخارجي الكامل لا يحتوي على أكثر من 8 إلكترونات. تعتبر الطبقات التي تحتوي على عدد أقل من الإلكترونات غير مكتملة.