ВОЛНОВАЯ ПРИРОДА ЭЛЕКТРОНА
Недостатки модели Бора. Выдвинутая Бором модель атома до сих пор используется в ряде случаев. Она применима для объяснения линий в спектре атомарного водорода. Ею можно пользоваться, объясняя расположение элементов в периодической таблице и закономерности изменения энергий ионизации элементов.
Однако модель Бора имеет несколько недостатков. Во-первых, она не позволяет объяснить некоторые сложные особенности в спектрах элементов, более тяжелых, чем водород. Во-вторых, экспериментально не подтверждается, что электроны в атомах вращаются вокруг ядра по круговым орбитам со строго определенным угловым моментом. Более того, если бы это было так, электрон должен был бы постепенно терять энергию и замедляться. В конце концов он оказался бы притянутым к ядру, что означает разрушение атома. На самом деле этого не происходит.
Двойственная природа электрона.
Решающий шаг в развитии квантовой теории атома произошел в 1925 г., когда Луи де Бройль высказал предположение, что электрону следует приписать некоторую длину волны. Было уже известно, что электромагнитное излучение способно обнаруживать свойства, как волновые, так и корпускулярные (подобные свойствам частиц), и в последнем случае ведет себя как поток частиц-фотонов. Энергия Е фотона связана с его длиной волны X или частотой v соотношениями
(где с - скорость света). Пользуясь уравнением Эйнштейна
и подставляя это значение Е в приведенное выше соотношение, находим
Обратим внимание на то, что полученное уравнение связывает длину волны фотона с его моментом.
Де Бройль предположил, что аналогичное уравнение можно записать и для электрона. Уравнение де Бройля имеет вид
где 
- длина волны электрона, 
- его масса, 
скорость. Это уравнение легло в основу новой квантовой теории.
Де Бройль предложил рассматривать электрон как стоячую волну, которая должна умещаться на круговой атомной орбите. Этим определяется требование к длине волны электрона - она должна была уложиться на орбите целое число раз. Число раз, которое длина волны укладывается на орбите, соответствует квантовому числу электрона.
В 1927 г. наличие волновых свойств у электрона экспериментально подтвердили опыты К. Дэвиссона и Л. Джермера, а также Дж. П. Томсона. Они обнаружили, что пучок электронов, подобно пучку света, испытывает дифракцию, проходя через кристалл либо через металлическую фольгу. Другие эксперименты свидетельствуют как о волновых, так и о корпускулярных свойствах электрона. Эти эксперименты и соответствующие свойства указаны в табл. 1.4.
Таблица 1.4. Эксперименты, свидетельствующие о волновых и о корпускулярных свойствах электрона
