Elektrons hidrogén molekulában
Elgondolkodott már azon, hogy milyen erők tartják az anyag molekuláját a bomlástól az atomokig? Ma ismeretes, hogy ezeket az erőket kémiai erőknek nevezik, és elektromágneses természetűek. Általánosságban elmondható, hogy a kémiai kötés az összekötő atomok külső - valens elektronainak kollektivizálásából adódik. A magok között bizonyos távolságokban kolloidizáltak például hidrogénmolekulában lévő elektronokat. a magok között áthaladva csökkenti az utóbbi repulzióját. Nagy távolságokon a kollektivizálás nem merül fel.
Tekintsük a legegyszerűbb H2 hidrogénmolekulát. A hidrogén molekulában lévő elektronok úgy viselkednek, mintha mindegyik elektron töltötte volna az idő egy részét egy nukleusz közelébe, és egy részét a közelébe. Ezért az erõket, amelyek ebben az esetben felmerülnek, gyakran cserélõ erõnek nevezik. Ez azt jelenti, hogy a hidrogén molekulában lévő elektronok egyidejűleg két maghoz tartoznak. Ebben az esetben, az egyes atomok hidrogén oldott saját egyesülés az új rendszer - a hidrogén molekula, amely most két proton és két elektron.
Az asztali só. például 8 valence-elektron közös. Az egyiket a nátriumból és a klórból 7-ből kapják. Mivel maradék klór töltés több, mint a nátrium, mind helyhez kötött elektronok erőteljesen eltolódott a sejtmagba klór- és szocializáció úgy néz ki, mint egy elektron rögzítse egy „erős” atom egy „gyenge”. Nagyjából elmondható, hogy az utóbbi pozitív ionvá válik, és az előbbi negatívvá válik, és a kémiai kötés csökkenti a töltésektől eltérően.
Akkor mi határozza meg az atom valenciáját? Hogy magyarázza ezt, fontolja meg, mi történne, ha például a lövő lő egy puskával a célpontra, amely szabadon forog a köröm hajtott be a „top ten”. Ütő a cél, a golyó fog okozni, hogy forgatni: a nyomaték megoszlik a golyók és a golyó célt.
Most hagyd, hogy a célpontot elektronok vagy más elemi részecskék lõjenek fel. Ha mindegyikük "megcsavarodott" az egyik irányba, akkor felszívja őket, a cél megfordul. A forgatás minél intenzívebb lesz, annál nagyobb a részecskék centrifugálása. Elektronikus például lehet „csavarozni” csak két módja van: „forgatás” elektron alkot jobbra vagy balra csavart a mozgás irányát. Ezért, ha egy elektron spinja bizonyos irányba irányul, akkor a másik spinja párhuzamos vele vagy párhuzamosan.
Amikor molekulák képződnek, minden a pörgetés irányától függ. Így egy kémiai kötés hidrogénmolekulában csak akkor merül fel, ha a hidrogénmolekulában lévő kollektivizált elektronok ellenkező irányú pörgetést mutatnak. Ez azért van, mert ha antiparallel pörgetés elektronok töltik viszonylag hosszú ideig a magok közötti, így az átlagos negatív töltés sűrűség elegendő az egyensúly a taszítás a magok. A párhuzamos pörgetéseknél ez a sűrűség kicsi, és a magok visszafordulnak!
De miért nem három elektron összekapcsol három magot egyszerre? Kiderül, hogy a kvantummechanika különleges tilalmat ír elő az elektronok mozgására. Ezt Pauli-elvnek nevezik. Két elektron, ennek az elvnek megfelelően, nem lehet ugyanabban az állapotban. A hidrogénmolekulában lévő elektronok csak a pörgetések orientációjában különböznek egymástól. És csak két orientáció lehetséges. És a harmadik elektron itt felesleges.