Электроны на орбиталях.
Подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца по орбитам, электроны в атоме движутся вокруг ядра по орбиталям.
Орбитали - это траектории, по которым движутся атомные электроны.
Разные орбитали находятся на разном расстоянии от ядра.
По мере удаления от ядра длины орбиталей возрастают (подобно тому, как возрастает протяжённость орбит планет по мере удаления от Солнца).
Чем ближе к ядру орбиталь, тем сильнее находящийся на ней электрон притягивается к ядру.
Чтобы преодолеть силу притяжения ядра и удалиться от ядра, электрон должен получить дополнительную энергию.
Поэтому на более удаленных от ядра орбиталях энергия электронов больше.
Таким образом, на разных орбиталях энергия электронов разная; и каждой орбитали соответствует строго определённая энергия электрона.
Электрон в атоме не может двигаться на каком угодно расстоянии от ядра.
Это объясняется тем, что электрон, как и все элементарные частицы, обладает волновыми свойствами.
Движение электрона подчиняется законам квантовой механики и имеет волновой характер.
Согласно правилам квантовой механики, двигаться электрон может лишь вдоль таких траекторий, на которых укладывается целое число длин волн электрона.
Потому что тогда за один оборот вокруг ядра электронная волна успевает совершить целое число колебаний; и тем самым образуется стоячая электронная волна.
Отсюда следует, что протяженность орбитали всегда должна быть кратна длине волны электрона.
Если, например, протяжённость орбитали равна длине волны электрона, то на такой орбитале умещается одно колебание электронной волны.
Если протяжённость орбитали равна двум длинам волн электрона, то на ней за один оборот вокруг ядра электрон колеблется два раза.
Таким образом, каждая орбиталь находится на строго определённом расстоянии от ядра; и она не может находиться чуть ближе или чуть дальше.
Промежутки между орбиталями - это запрещённая для электрона область пространства.
Электроны не могут двигаться в этих запрещённых областях, потому что в них за один оборот вокруг ядра электрон не сможет совершить целое число колебаний.
ДИСКРЕТНОСТЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНА.
Так как энергия электрона в атоме зависит от его расстояния от ядра, а это расстояние не может быть любым, то и энергия электрона в атоме не может быть любой.
Поэтому для каждого атома существует дискретный набор тех энергий, которые может иметь электрон, находящийся внутри этого атома.
Этот набор энергий называется энергетическими уровнями.
Когда электрон переходит с одной орбитали на другую, его энергия переходит с одного уровня на другой.