第431章 量子论引入化学！核外电子排布规律！布鲁斯教授是化学界的神！

 自李奇维划分经典物理学和现代物理学后，物理学的发展更加璀璨。 

 现代物理学的成果，甚至而且还辐射到其它学科。 

 化学就是被影响最深的领域。 

 劳厄利用晶体证明x射线是电磁波后，引发了化学领域的晶体研究狂潮。 

 化学家们利用x射线，可以计算出晶体的结构参数，深入理解晶体的各种性质。 

 索迪研究放射性，提出同位素的概念。 

 接着，阿斯顿发明质谱仪，让化学家们可以轻松地分离同位素，对于元素的理解加深。 

 李奇维的质子-中子模型虽然还未验证，但却可以完美解释元素周期表的排列规律。 

 至此，化学家们对于元素的理解达到了巅峰。 

 而今天，化学的终极秘密，元素为何性质各不相同，也即将被解决！ 

 一旦成功，那化学会进入一个全新的发展阶段。 

 它代表人类可以从理论上，认识世界万物的组成和规律。 

 为何有的元素活泼，有的元素稳定。 

 在场的化学家们已然热血沸腾了！ 

 至于物理学家们，兴奋程度也是不遑多让。 

 因为这代表物理学的又一巨大突破。 

 物理的单个理论，甚至能决定化学的生死。 

 而化学又对生物学、医学有着举足轻重的影响。 

 换言之，今天的内容，必然会对整个科学界产生深远的影响。 

 这是多么伟大的事情啊。 

 在场的物理大佬们感觉到与有荣焉。 

 此刻，所有人都望向演讲台上的那道身影。 

 “布鲁斯教授，今天要成为元素之父了。” 

 在众人的期待下，李奇维开口了。 

 “我们知道，根据玻尔-李模型，现在的原子结构中，一共有三个量子数。” 

 “分别是轨道数量量子数n，轨道形状量子数l，轨道方向量子数m。” 

 “它们分别决定了电子轨道的大小、形状和方向。” 

 “所以，原子模型就成为一个三维壳层结构。” 

 “电子就在一层一层的壳层中绕着原子核运行。” 

 “那么第一个问题就来了：每一层能容纳多少个电子呢？” 

 “即原子在核外的排布是什么样的？” 

 “这里，我提出一个理论。” 

 “每一层的电子数量，取决于这一层有多少个电子轨道，也就是多少个能级。” 

 “当n=1时，这是第一层壳层。” 

 “此时的l和m只能取值为0。” 

 “因为l的取值范围是（0、n-1），m的取值范围是（-l、l）。” 

 “所以，第一层壳层只有一个能级（1、0、0）。” 

 “以此类推：” 

 “第二壳层有四个能级，分别是（2、0、0）、（2、1、0）、（2、1、1）、（2、1、﹣1）。” 

 “第三壳层有9个能级，第四壳层有16个能级......” 

 “如图所示，那么电子在这些壳层中的排列方式就是这样的：” 

 “第一壳层有2个电子，第二壳层有8个电子，第三壳层有18个电子，第四壳层有32个电子。” 

 “可以看到，每一个壳层的电子数量和该壳层的能级数量是2倍的关系。” 

 “由这些数字构成的壳层都是闭合的电子壳层，只有这些闭合壳层外的电子才能参与化学反应。” 

 “什么意思呢？举个例子。” 

 “我们来看元素周期表中的惰性气体一栏。” 

 “氦、氖、氩、氪、氙、氡。” 

 “这些元素是已故的瑞利勋爵和拉姆齐教授，共同发现的伟大成果。” 

 “在元素周期表中，它们的原子序数分别是2、10、18、36、54、86。” 

 “它们之所以是惰性气体，不参与任何反应，是因为这些元素的最外层电子形成了闭合壳层。” 

 “例如氦的原子序数是2，所以它有两个电子，这两个电子正好填满了第一个壳层。” 

 “所以，氦的闭合壳层外就没有电子了。” 

 “根据刚刚我的理论，只有闭合壳层外的电子才会参与反应。” 

 “因此，氦没有多余的电子参与化学反应。” 

 “以此类推，氖的原子核外有10个电子，所以第一个壳层依然是被填满的。” 

 “剩下的8个电子，又正好填满了第二个壳层。”