Yadro qobiq modeli

Yadro qobiq (shell) modeli — atom yadrosining modeli hisoblanadi. U Pauli taqiqlash prinsipi (Pauli exclusion principle)dan foydalanib, yadroning tuzilishini energiya sathlari (energy levels) orqali tushuntiradi. Yadroning to‘liq tuzilishini o‘rganish uchun turli yadro qobiq modellari taklif qilingan. Dastlabki qobiq modeli 1932-yilda Dmitriy Ivanenko tomonidan kiritilgan, keyinchalik esa 1949-yilda turli fiziklar — Mariya Gyepert-Mayer (Maria Goeppert Mayer), Yujin Pol Vigner (Eugene Paul Wigner) va J. Hans D. Yensen (J. Hans D. Jensen) tomonidan rivojlantirilgan.

Yadro qobiq modeli

Bu model, asosan, energiya sathlarining (energy levels) atom qobiqlariga va yadroviy qobiqlarga taqsimlanishini tushuntiradi. Qobiq deganda, bir xil energiyaga ega zarralar mavjud bo‘ladigan energiya sathi tushuniladi. Ushbu modelda yadroviy zarralar birma-bir juftlashgan deb qaraladi: neytron — neytron bilan, proton esa proton bilan juftlanadi. Yadroviy energiya sathlarida juft neytronlar va protonlar soni 2, 8, 20, 28, 50, 82 yoki 126 ga teng bo‘lganda to‘lib boradi. Bular yadrolarning eng barqaror holatini ko‘rsatadigan “sehrli sonlar”dir.

Juftlanmagan zarralar yadroning xossalariga javob beradi, valent elektronlar esa elementlarning turli kimyoviy xossalariga javobgardir. Qobiq modeli yordamida biz yadrolarning burchak impulsi (angular momentum) kabi xususiyatlarini aniq bashorat qila olamiz. Biroq juda beqaror holatdagi yadrolar uchun qobiq modelini o‘zgartirish yoki uni kollektiv model, suyuqlik-tomchi modeli (liquid-drop model) va murakkab yadro modeli (compound nucleus model) kabi boshqa modellar bilan almashtirish talab qilinadi.

Atomning qobiq modeli

U atom yadrosi atrofida joylashgan turli elektronlarning energiya sathlariga ko‘ra qanday joylashishini tushuntiradi.

Atom raqami = atomdagi elektronlar soni

Atom qobiq modeli atomlarning tuzilishini tushuntiradi. Elektron deb ataladigan manfiy zaryadli fundamental zarralar musbat zaryadlangan yadroni o‘rab turgan fazoda “tarqoq” (diffuse) qobiqlarda joylashadi, deb qaraladi. Yadroga eng yaqin qobiq birinchi qobiq hisoblanadi.

Qobiqlar quyidagicha belgilanadi:

K	Birinchi qobiq
L	Ikkinchi qobiq
M	Uchinchi qobiq va hokazo

Elektronlarning qobiqlarga joylashish ketma-ketligi quyidagicha beriladi:

2, 8, 18, 32, 50, 72, 98.

Atom qobiq modeli atomlarning kimyoviy xossalarini tushunishga ham yordam beradi.

Atomdagi ma’lum energiya sathini (qobiqni) egallashi mumkin bo‘lgan elektronlarning maksimal soni quyidagi formula orqali topiladi:

Elektron sig‘imi = 2n²

Bu yerda n — bosh kvant soni (principal quantum number).

Quyida qobiq sathlari va ularning elektron sig‘imi jadvali keltirilgan:

Energiya sathi	Qobiq belgilanishi	Elektronlarning maksimal soni
1	K	2
2	L	8
3	M	18
4	N	32
5	O	50
6	P	72

Yadro qobiqlari tuzilishi va atom qobiqlari tuzilishi o‘rtasidagi farq

Yadro qobiqlari tuzilishi	Atom qobiqlari tuzilishi
Energiya sathi “nol” holatdan boshlanadi	Energiya sathi birinchi holatdan boshlanadi
“Sehrli sonlar”: Z = 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 va hokazo	“Sehrli sonlar”: Z = 2, 10, 18, 36, 54, 86 va hokazo
Yadroning o‘rtacha potensiali atomnikidan farq qiladi	O‘rtacha potensial o‘zgarib turadi
Yadro qobiqlari tuzilishidagi zarralar — neytronlar va protonlar	Atom qobiqlari tuzilishidagi zarralar — elektronlar

Yadro tuzilishidagi “sehrli sonlar”

Yadroda protonlar va neytronlar soni juft bo‘lsa, bunday yadro toq sonli holatlarga qaraganda ko‘proq barqaror bo‘ladi. Bu sonlar “sehrli sonlar” (magic numbers) deb ataladi va ular atomga barqarorlik beradi. “Sehrli sonlar” ketma-ketligi quyidagicha:

2, 8, 20, 28, 50, 82, 126.

Agar yadroning ham neytronlar soni, ham protonlar soni “sehrli sonlar”dan biriga teng bo‘lsa, bunday yadro “ikki karra sehrli” (doubly magic) deb ataladi. Kalsiy (Calcium) — “ikki karra sehrli” yadroga ega bo‘lgan misollardan biridir.

Tez-tez so‘raladigan savollar – FAQ

Elektron sig‘imini hisoblash formulasi qanday?

Elektron sig‘imi = 2n²

M qobiq nechta elektronni sig‘dira oladi?

M qobiq 18 ta elektronni sig‘dira oladi.

“Ikki karra sehrli” yadroga ega modda (birikma)ga misol keltiring?

Kalsiy — “ikki karra sehrli” sonli yadroga ega bo‘lgan misoldir.

Atomlarning qobiq modeli nimani tushuntiradi?

Atomlarning qobiq modeli atom yadrosi atrofidagi turli elektronlarning energiya sathlariga ko‘ra joylashishini tushuntiradi.

Atomdagi elektronlar sonini qaysi kattalik ifodalaydi?

Atomdagi elektronlar soni uning atom raqami bilan beriladi.