7.9: Atomun Kuantum-Mekanik Modeli
De Broglie'nin hidrojen atomundaki elektronun, nicelenmiş dairesel yörüngelerde hareket eden bir parçacık yerine dairesel duran bir dalga olarak düşünülebileceğine dair fikirlerini yayınladıktan kısa bir süre sonra, Erwin Schrödinger de Broglie'nin çalışmasını şu anda Schrödinger denklemi olarak bilinen şeyi türeterek genişletti. Schrödinger denklemini hidrojen benzeri atomlara uyguladığında, Bohr'un enerji ifadesini ve dolayısıyla hidrojen spektrumlarını yöneten Rydberg formülünü yeniden üretebildi. Schrödinger, elektronları Yunanca psi, ψ Greek harfi ile temsil edilen üç boyutlu durağan dalgalar veya dalga fonksiyonları olarak tanımladı.
Birkaç yıl sonra, Max Born dalga fonksiyonunun ψ bugün hala kabul edilen bir yorumunu önerdi: Elektronlar hala parçacıklardır ve bu nedenle ψ ile temsil edilen dalgalar fiziksel dalgalar değil, bunun yerine karmaşık olasılık genlikleridir. Bir dalga fonksiyonunun büyüklüğünün karesi ∣ψ∣2, kuantum parçacığının uzayda belirli bir konumun yakınında bulunma olasılığını açıklar. Bu, dalga fonksiyonlarının bir atomdaki çekirdeğe göre elektron yoğunluğunun dağılımını belirlemek için kullanılabileceği anlamına gelir. En genel haliyle, Schrödinger denklemi şu şekilde yazılabilir:
Burada, Ĥ kuantum parçacığının (bir atomdaki elektron gibi) toplam enerjisini (potansiyel artı kinetik) temsil eden bir matematiksel işlemler kümesi olan Hamilton operatörüdür, ψ bu parçacığın parçacığı bulma olasılığının özel dağılımı ve E, parçacığın toplam enerjisinin gerçek değeridir.
Schrödinger'in çalışmaları, Heisenberg'in ve onların izinden giden diğer birçok bilim adamının çalışması gibi, genellikle kuantum mekaniği olarak adlandırılır.
Kuantum mekaniği modeli, bir orbitali, bir elektron bulma olasılığının en yüksek olduğu atom içindeki çekirdeğin etrafındaki üç boyutlu bir boşluk olarak tanımlar.
Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 6.3: Development of Quantum Theory.