Elektronová struktura a periodické vlastnosti prvků
Následující výukový kurz demonstruje žákovi fyzikální vlastnosti hmoty a její přechod k interdisciplinárním znalostem. Takové studium umožňuje badateli objevovat chemické vlastnosti a neměnné přírodní zákony týkající se klasifikace hmoty do skupin prvků. Toho je dosaženo pozorováním nikoliv pouhých makromechanických charakteristik, nýbrž jednotnosti v reaktivních potenciálech vlastních různým rodinám prvků.
Elektromagnetická energie
Na konci tohoto výkladu bude žák schopen: Objasnit základní chování vln a jasně rozlišit mezi těmi, které se šíří médiem, a těmi, které jsou známé jako stojaté vlnění. Vyložit vlnovou povahu světla a uznat jeho charakter jako vlnového rozruchu. Použít nezbytné matematické vzorce k určení vlastností světelných vln, a to: periody, frekvence, vlnové délky a energie. Přesně rozlišit mezi vzhledem čárových emisních spekter a spekter, která se projevují jako spojitá. Nastínit částicovou povahu světla a pozorovat jeho chování jako proudu diskrétních korpuskulí.
Bohrův model
Na konci tohoto výkladu bude žák schopen: Popsat Bohrův model atomu vodíku a uznat revoluční koncept elektronů obíhajících jádro po pevných, „stacionárních“ drahách. Použít Rydbergovu rovnici k výpočtu specifických energií a vlnových délek světla, které je buď vyzařováno, nebo absorbováno, když elektron přeskakuje mezi těmito příčkami připomínajícími nebeská tělesa.
Vývoj kvantové teorie
Po uzavření této kapitoly bude žák schopen: Rozšířit pozoruhodný koncept vlnově-částicového dualismu — dosud pozorovaný u elektromagnetického záření — na samotnou hmotu a uznat, že i pevné částice mají vlnový charakter. Pochopit zastřešující principy kvantově mechanického popisu elektronů, kde je atom definován trojrozměrnými vlnovými funkcemi neboli orbitaly, které vymezují pravděpodobnost výskytu elektronu v dané oblasti prostoru. Vyjmenovat a popsat charakteristiky čtyř kvantových čísel, která slouží jako základní souřadnice pro úplnou specifikaci stavu elektronu v rámci atomové struktury.
Elektronová struktura atomů (Elektronové konfigurace)
Na konci tohoto výkladu bude žák schopen: Odvodit předpovězené elektronové konfigurace atomů v základním stavu s využitím principů výstavbového principu (Aufbau) k zaplnění různých slupek a podsluek. Identifikovat a vysvětlit ony kuriózní výjimky z předpovězených konfigurací u určitých atomů a iontů a uznat, kde se přírodní zákony zdánlivě odchylují v zájmu stability. Dát tyto elektronové konfigurace do souvislosti s širší klasifikací prvků v periodické tabulce a pozorovat, jak architektura atomu diktuje jeho postavení v ní.
Periodické změny ve vlastnostech prvků
Na konci tohoto výkladu bude žák schopen: Popsat a vysvětlit pozorované trendy ve velikosti atomů, ionizační energii a elektronové afinitě prvků a rozpoznat periodickou povahu těchto fyzikálních vlastností.