Периодичность свойств и постепенность увеличения атомного ядра.

И вот, наконец мы вплотную подходим к следующему важному этапу в изучении атома – речь пойдет об «электронных оболочках»! Тема интересная, и если ты поймешь всё, что тут написано, то и твое представление об атомах существенно пополнится, и удовольствие получишь.

Помнишь такое словосочетание: «периодическая таблица Менделеева»? Что-то знакомое ведь, точно. И то, как новые элементы можно образовывать добавлением протона за протоном, тоже помнишь. А ведь есть в этом странность, ты не замечаешь? Смотри: «периодическая…», и тут же «протон за протоном». Не замечаешь странности?

У меня есть холодильник. Он довольно большой, потому что ко мне постоянно заваливаются разные морды, и каждый из них приносит с собой еду. Одна морда пришла – принесла еды, вторая, третья… не знаю – почему они все несут с собой еду, может я похудел? (На самом деле это очень удобно, конечно – я пишу книги, а они еду приносят). С каждой новой порцией помещенной в него еды, холодильник меняет свои свойства: увеличивается его вес, уменьшается свободное пространство, увеличивается потребляемая им энергия, так как все больше и больше продуктов необходимо охлаждать. То есть все те изменения свойств моего холодильника вполне соответствуют ожиданиям – еще больше еды – еще меньше свободного места, еще больше вес и так далее. Но не должны ли мы ожидать чего-то подобного и от атомов? Мы прибавляем протон за протоном, значит физические и химические свойства должны как-то пропорционально и линейно меняться. А между тем таблица Менделеева – «периодическая»! Берем, к примеру, натрий (Z=11). Это щелочной металл, очень химически активен. Прекрасно. Добавили протон за протоном, получили хлор (Z=17). Это уже не металл, а галоген – тоже очень химически активен. Добавили еще протон – получили уже газ аргон (Z=18) – вообще химически неактивен. И вот тут наступает момент истины – добавляем еще один протон, и… и снова получаем щелочной металл – калий (Z=19). А потом снова галоген, снова инертный газ, и снова щелочной металл. Если количество протонов равномерно увеличивается, мы можем ожидать и более менее равномерное изменение свойств атомов, и если этого не происходит, значит нам остается искать причину этого в электронах – их тоже становится на один больше, но ведь когда элементы вступают в химическое взаимодействие друг с другом, то взаимодействуют именно электроны, а не ядра, глубоко спрятанные внутри атома. Значит – разгадку надо поискать в электронах. И именно там ее и нашли.