第431章 量子論引入化學！核外電子排布規律！布魯斯教授是化學界的神！

  第431章 量子論引入化學！核外電子排布規律！布魯斯教授是化學界的神！

  自李奇維劃分經典物理學和現代物理學後，物理學的發展更加璀璨。

  現代物理學的成果，甚至而且還輻射到其它學科。

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  化學就是被影響最深的領域。

  勞厄利用晶體證明X射線是電磁波後，引發了化學領域的晶體研究狂潮。

  化學家們利用X射線，可以計算出晶體的結構參數，深入理解晶體的各種性質。

  索迪研究放射性，提出同位素的概念。

  接著，阿斯頓發明質譜儀，讓化學家們可以輕鬆地分離同位素，對於元素的理解加深。

  李奇維的質子-中子模型雖然還未驗證，但卻可以完美解釋元素周期表的排列規律。

  至此，化學家們對於元素的理解達到了巔峰。

  而今天，化學的終極秘密，元素為何性質各不相同，也即將被解決！

  一旦成功，那化學會進入一個全新的發展階段。

  它代表人類可以從理論上，認識世界萬物的組成和規律。

  為何有的元素活潑，有的元素穩定。

  在場的化學家們已然熱血沸騰了！

  至於物理學家們，興奮程度也是不遑多讓。

  因為這代表物理學的又一巨大突破。

  物理的單個理論，甚至能決定化學的生死。

  而化學又對生物學、醫學有著舉足輕重的影響。

  換言之，今天的內容，必然會對整個科學界產生深遠的影響。

  這是多麼偉大的事情啊。

  在場的物理大佬們感覺到與有榮焉。

  此刻，所有人都望向演講台上的那道身影。

  「布魯斯教授，今天要成為元素之父了。」

  在眾人的期待下，李奇維開口了。

  「我們知道，根據玻爾-李模型，現在的原子結構中，一共有三個量子數。」

  「分別是軌道數量量子數n，軌道形狀量子數l，軌道方向量子數m。」

  「它們分別決定了電子軌道的大小、形狀和方向。」

  「所以，原子模型就成為一個三維殼層結構。」

  「電子就在一層一層的殼層中繞著原子核運行。」

  「那麼第一個問題就來了：每一層能容納多少個電子呢？」

  「即原子在核外的排布是什麼樣的？」

  「這裡，我提出一個理論。」

  「每一層的電子數量，取決於這一層有多少個電子軌道，也就是多少個能級。」

  「當n=1時，這是第一層殼層。」

  「此時的l和m只能取值為0。」

  「因為l的取值範圍是（0、n-1），m的取值範圍是（-l、l）。」

  「所以，第一層殼層只有一個能級（1、0、0）。」

  「以此類推：」

  「第二殼層有四個能級，分別是（2、0、0）、（2、1、0）、（2、1、1）、（2、1、﹣1）。」

  「第三殼層有9個能級，第四殼層有16個能級.」

  「如圖所示，那麼電子在這些殼層中的排列方式就是這樣的：」

  「第一殼層有2個電子，第二殼層有8個電子，第三殼層有18個電子，第四殼層有32個電子。」

  「可以看到，每一個殼層的電子數量和該殼層的能級數量是2倍的關係。」

  「由這些數字構成的殼層都是閉合的電子殼層，只有這些閉合殼層外的電子才能參與化學反應。」

  「什麼意思呢？舉個例子。」

  「我們來看元素周期表中的惰性氣體一欄。」

  「氦、氖、氬、氪、氙、氡。」

  「這些元素是已故的瑞利勳爵和拉姆齊教授，共同發現的偉大成果。」

  「在元素周期表中，它們的原子序數分別是2、10、18、36、54、86。」

  「它們之所以是惰性氣體，不參與任何反應，是因為這些元素的最外層電子形成了閉合殼層。」

  「例如氦的原子序數是2，所以它有兩個電子，這兩個電子正好填滿了第一個殼層。」

  「所以，氦的閉合殼層外就沒有電子了。」

  「根據剛剛我的理論，只有閉合殼層外的電子才會參與反應。」

  「因此，氦沒有多餘的電子參與化學反應。」

  「以此類推，氖的原子核外有10個電子，所以第一個殼層依然是被填滿的。」

  「剩下的8個電子，又正好填滿了第二個殼層。」

  「第二殼層外依然沒有多餘的電子，所以也不能參與反應。」

  「另外的氬、氪、氙、氡也是同樣的道理。」

  「氬（18）：第一層2個電子，第二層8個電子，第三層8個電子，總計18個電子。」

  「氬的第三殼層雖然沒有被填滿，但是其電子數是8，仍然屬於閉合殼層，所以不參與反應。」

  「氪（36）：第一層2個電子，第二層8個電子，第三層18個電子，第四層8個電子，總計36個電子。」

  「氙（54）：電子排布方式為：2、8、18、18、8，總計54個電子。」

  「氡（86）：電子排布方式為：2、8、18、32、18、8，總計86個電子。」

  「由此可見，所有惰性氣體的最外層都是閉合殼層，不失去電子也不得到電子，所以不參與化學反應。」

  「這就是為什麼它們的性質是惰性的。」

  嘩！

  當李奇維一邊說一邊演示到這裡時，台下的眾人已經完全呆住了。

  所有人都被這個驚人的理論震撼了。

  竟然有人真的從理論本質上，解釋了惰性氣體的原因。

  簡直讓人駭然！

  「哦，上帝啊，我看到了什麼。」

  「布魯斯教授真的是人嗎？他怎麼能想出來如此匪夷所思的理論？」

  「這一層一層的簡直和洋蔥一樣。」

  「原子的複雜真是超越了我的想像，僅僅是核外電子的排布就這麼複雜。」

  「布魯斯教授真神人也！」

  所有人當場就被折服了。

  這是智商的絕對碾壓！

  海森堡此刻只感覺到熱血沸騰，仿佛身體都要爆炸了。

  「太不可思議了！」

  「太強了！」

  「這才是科學研究啊！」

  「與布魯斯教授相比，我覺得自己之前寫的東西，簡直和垃圾一樣。」

  「可笑我還沾沾自喜，被別人稱為天才呢？」

  「按照這樣推導，我大概知道鈉和氯為何那麼活潑了。」

  「布魯斯教授實在太可怕了！」

  「我將來一定要去量子研究所學習！」

  海森堡第一次親眼看見李奇維的科學思考，就已經完全被征服了。

  世界上怎麼會存在如此神一般的偉男子。

  哪怕是泡利，此刻也張大了嘴巴。

  上帝之鞭，遇到了真正的物理學上帝，也鞭不起來了。

  只能被對方握在手中，當成裝飾。

  李奇維的絕巔實力，直接鎮壓了喜歡懟人的泡利。

  他一直喃喃自語：「為什麼是2倍的關係？」

  真實歷史上，玻爾1922年到哥廷根大學演講，內容就是李奇維的分析過程。

  泡利就是根據這次演講，才提出了後面的「泡利不相容原理。」

  而這個2倍關係，就是找到玻爾-李模型中第四個量子數的鑰匙。

  玻爾當時提出的2倍，只是一種猜測，因為只有這樣，才能很好地解釋電子的排布規律。

  但後面理論證明，2倍是正確的，有深層次原因的。

  這就是頂級物理學家的可怕之處。

  他們的直覺，往往冥冥中契合物理學的本質。

  而現在，李奇維給在場所有人帶來的，就是這種可怕的感覺。

  前排的普朗克、愛因斯坦等人，皆是滿臉震驚。

  以他們的地位，當然知道2倍關係是這個理論的關鍵。

  但是另外的排布方式也深深震撼了他們。

  因為實在太巧妙了。

  尤其是閉合殼層的概念，更是猶如天馬行空般。

  愛因斯坦對著大佬們嘆道：

  「這個世界上，也只有布魯斯能想出這種理論了。」

  大佬們點頭，深以為然。

  能斯特更是直言：「布魯斯這是首次把量子論引入了化學。」

  「化學有了這個理論，不亞於物理學有了相對論。」

  「布魯斯在化學領域的地位，就和他在物理學領域的地位一樣了。」

  「真是.可怕啊！」

  聽完能斯特的分析，大佬們這才發現，那個男人又一次創造了奇蹟。

  橫壓物理和化學兩大領域，全部做到了最巔峰。

  太震撼了！

  此刻，李奇維的分析還沒有結束：

  「相信不少人應該能舉一反三了。」

  「接受了以上理論後，我們就可以來分析鈉和氯了。」

  「氯正好處於惰性氣體前面的那一列。」

  「從上到下分別有：氟、氯、溴、碘。」（【砹】在1940年才被發現）

  「它們的原子序數分別是9、17、35、53，正好比同行的惰性氣體少了一個電子。」

  「根據電子排布規律。」

  「氯的電子排布方式為：2、8、7，總計17個電子。」

  「可以看到，氯的最外層有7個電子，所以不是閉合殼層。」

  「因此，這7個電子，渴望再得到一個電子，這樣就能形成閉合殼層了。」

  「所以，氯的化學性質非常活潑，有非常大的毒性。」

  「同理，鈉所在的列，從上到下分別有：鋰、鈉、鉀、銣、銫。」

  「它們的原子序數分別是：3、11、19、37、55。」

  「所以，鈉的電子排布方式為：2、8、1。」

  「可以看到，鈉的最外層只有1個電子，所以也不是閉合殼層。」

  「因此，鈉很希望失去這個電子，這樣就能形成閉合殼層了。」

  「所以，鈉的化學性質非常活潑，放在水裡就會發生劇烈的反應。」

  「然而，當鈉和氯結合在一起後，神奇的情況發生了。」

  「鈉可以把不想要的那個電子分享給氯。」

  「這樣一來，鈉和氯的最外層就都變成了閉合殼層。」

  「所以氯化鈉非常穩定，甚至能夠食用。」

  「兩頭猛虎，竟然生出來一隻小羊羔。」

  「這就是化學的神奇之處。」

  靜！

  死一般的寂靜！

  整個會場內仿佛被按下了暫停鍵。

  所有人都震撼的發不出一點聲音。

  這場酣暢淋漓的演講，讓所有人見到了何為當世第一人的風采。

  時間非但沒有磨去那個男人的風采，反而讓他更加沉澱，猶如神魔。

  這一刻，他就是高高在上的化學之神！

  俯瞰世間！

  眼眸之中，滄海桑田變換，過眼雲煙。

  神之啟迪，讓凡人掌握元素的規則。

  從此以後，化學家有了新的理論工具。

  世間萬般物質，在人類面前再無秘密。

  這是何等偉大的成果！

  「上帝啊，我不敢想像，今天過後，布魯斯教授在化學界會是什麼地位。」

  「所有化學家應該都會瘋狂了吧。」

  「他簡直就是化學界的神！」

  「實在難以想像，量子論竟然如此偉大。」

  「為什麼我研究量子論，只能天天在那計算軌道能級，而布魯斯教授一出手，就是顛覆世界。」

  「我想去量子研究所了.」

  這一刻，不管是普通的學生，還是如海森堡、泡利這樣的天之驕子。

  哪怕是普朗克、愛因斯坦、勞厄這樣的物理學大佬，全都被李奇維征服了。

  尤其是普朗克，他怎麼也不會想到，當初和那個年輕人的理論，能發展到今天這種程度。

  普朗克忽然開心地笑了。

  他知道，不管未來如何，史書上一定會記載他的名字。

  1900年，劍橋，康橋之上，一個年輕人和一個中年人，在不經意間改變了世界的走向。

  愛因斯坦喃喃道：

  「布魯斯，怪不得你沒有研究統一理論。」

  「原來你已經把量子論研究到了這種地步。」

  「雖然我認為它在統一中沒有作用，但是我承認，你又一次贏了我。」

  「我的理論只是空想，而你卻切實地顛覆了化學，甚至改變了其它的學科。」

  「我不如你啊！」

  愛因斯坦感慨萬分。

  而旁邊的能斯特久久說不出話。

  這樣的布魯斯，以後誰還敢說他的化學諾獎得之僥倖嗎？

  然而，就在眾人以為李奇維的演講要結束時。

  接下來的內容，更是徹底把現場推向了最高潮。

  也為李奇維未來的「現代化學之父」稱號，奠定了無上的基礎。

  他忽然又說道：

  「關於鈉與氯的結合問題，我還有一個想法。」

  「或許，這可以幫助我們更好地去理解化學反應的本質。」

  「那就是原子到底是如何結合在一起的？」

  轟！

  全場駭然！

  （還有更新耶）