Un quantum est une petite et exacte quantité d'énergie. Chaque photon contient un quantum d'énergie. Un atome ne peut vivre une transition par absorption d'un photon de fréquence particulière. Telle est la théorie quantique.
Implications
Comme les électrons ne peuvent pas émettre simplement toute quantité d'énergie, ils ne peuvent pas perdre progressivement toute l'énergie et de «spirale» dans le noyau. Sinon, tous les atomes se auto-destruction.
atome d'hydrogène
L'exemple le plus simple est l'hydrogène, avec un proton et un électron. L'hydrogène a été le premier atome étudié par les scientifiques.
Rayon atomique
Le succès de trouver une formule pour expliquer le rayon de l'hydrogène orbital établirait la théorie quantique.
Équilibrer forces attractives et répulsives
force d'attraction empêche un électron de «envoler» dans l'espace. La force centrifuge empêche un électron de tomber. Les deux forces devraient équilibrer au bon rayon. La combinaison de la loi de Coulomb avec la force centrifuge équation produit:
Ze² / r² = mv² / r
Les variables, m et e, sont la masse et la charge. Z est le nombre de protons. Velocity est v, et le rayon est r.
Angular Momentum et Quantification
Combinez l'expression classique pour le moment angulaire avec l'expression de Ehrenfest pour le moment angulaire quantifiée d'un électron.
MVR = nh / 2π
n est appelé le nombre quantique principal. Elle possède des valeurs entières.
expression finale
Les résultats de l'équation désirée à partir de la combinaison des deux équations. La résolution de rayon r produit:
r = n²h² / 4π²me²Z,
Pour la plus basse orbitale, n = 1, et
r = 0.529 x 10⁻¹⁰ mètres. Ceci est en accord avec des données expérimentales.