Трудности теории Бора. Основные идеи и преставления квантовой механики

Объяснение спектра водорода было серьезным доводом в пользу теории Бора. Однако попытка сочетания принципиально новых квантовых законов (квантование энергии и момента импульса системы при переходах из одного стационарного состояния в другое) с классическими законами (движение электронов по стационарным орбитампроисходит в соответствии с классическими законами механики и электродинамики) оказалась, в конечном счете, бесперспективной.

После нескольких первых успехов обнаружились серьезные трудности для дальнейшего развития теории Бора. Например, эта теория позволяла вычислить частоты спектральных линий атома водорода, но ничего не могла сказать об интенсивностях излучения тех или иных частот. Добившись успеха в объяснении спектра атома водорода, теория Бора не могла справиться с объяснением спектров более сложных атомов. Дальнейшее развитие физики показало, что трудности теории Бора были не случайными. Для понимания основных свойств атомов и других микрообъектов оказался необходимым пересмотр многих фундаментальных физических представлений и понятий. К такому пересмотру физика подошла в результате открытия волновых свойств частиц вещества и соотношения неопределенностей. Основы новой теории, описывающей поведение микрочастиц с учетом их волновых свойств, были созданы в 1925-1926 гг. В.Гейзенбергом и Э.Шредингером. Этой теорией стала квантовая (волновая) механика.

Квантовая механика раскрывает два основных свойства вещества: квантованность внутриатомных процессов и волновую природу частиц. Область применения квантовой механики охватывает атомы, молекулы, твердые тела, явления ядерной физики. Вся современная теоретическая химия по существу основана на квантовой механике. Квантово-механический подход широко используется также в биофизике, биохимии, молекулярной биологии.

Квантовая механика лишена наглядности, характерной для классической механики. Образы привычного для нас макромира становятся непригодными для описания явлений, происходящих в микромире. Особенно сильно это проявляется в отношении несвободных частиц, находящихся во взаимодействии с другими частицами (электроны в атоме, молекуле, кристалле и т.д.). Структура Периодической системы элементов может быть понята только с позиций квантовой механики. Система идей квантовой механики была подтверждена данными химии и блестяще оправдала себя при объяснении валентности, энергии связи, устойчивости состояний.