elektroniteoria

Elektroniteooria on füüsika ja keemia haru, mis uurib elektronide omadusi ja käitumist aatomites ning ainetes. See käsitleb elektronide seoseid tuumaga, nende koostoimeid elektromagnetiliste väljadega ning koosmõju teiste elektronidega. Elektroniteooria on aluseks keemiliste sidemete moodustumisele, aatomistruktuurile ja elektrilisele juhtivusele.

Elektronide avastus 1897. aastal J. J. Thomsoni poolt pani aluse elektroniteooriale. Aatomimudelid arenesid edasi Rutherfordi tuumamudeli ja Bohr’i mudeliga, kuid 1920. aastate kvantteooria, mida arendasid Schrödinger ja Heisenberg, andis elektronide käitumisele kvantmehaanika raami. See tõi esile elektronide laine-kvandi omadused ja lõi aluse tänapäevasele kvantkeemiale.

Keemias mängib elektroniteooria olulist roll: elektronide konfiguratsioon määrab aatomite keemilised omadused ja reaktsioonivõime. Valentsiteooria ja molekulaarsete orbitalide teooria kirjeldavad, kuidas elektronid jagunevad sidemete moodustamiseks ning kuidas energiatasemed mõjutavad molekulide omadusi.

Kõrgteadustes ja materjaliteaduses kasutatakse elektroniteooriat elektrijuhtivuse, pooljuhtide ja metallide omaduste mõistmiseks. Bandi teooria kirjeldab elektronide liikumist kristallvõres ning selgitab elektrilist juhtivust ning pooljuhttehnoloogiate toimimist, sealhulgas diodid ja transistorid.

Kaasaegne elektroniteooria hõlmab kvantkeemilisi arvutusmeetodeid, nagu ab initio meetodid ja tiheduse funktsionaalse teooria (DFT), mis võimaldavad modelleerida aatomite, molekulide ja materjalide omadusi ning kujundada uusi materjale.