Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Квантовая механика. Корпускулярно-волновые свойства частиц
Современная теория строения атома основывается на расчетах квантовой механики. Квантовая механика – физическая теория, которая в настоящее время наилучшим образом описывает электронно-ядерные системы, т. е. атомы, молекулы, атомно-молекулярные ионы, химические частицы. В ее основе лежит представление о двойственной природе микрообъектов, т.е. они одновременно обладают корпускулярными и волновыми свойствами. В основу квантовой механики входит положение М. Планка о том, что энергия излучается определенными порциями – квантами: Е = h · n, где h – постоянная Планка (h = 6,6256 × 10–34 В×с2); n – частота. А. Эйнштейном показано, что масса тела m связана с энергией Е = m × c2. Из совместного решения предыдущих уравнений длина волны l = h / mс; где с – скорость света; m – масса тела. Согласно теории Л. де Бройля (1924 г.) корпускулярно-волновые свойство присущи всем микрочастицам, т.е. любой частице, имеющей массу m и движущейся со скоростью u, соответствует волна длиной l = h /mu (уравнение Л. де Бройля). Таким образом, электронам, как и фотонам, присуще корпускулярно-волновая двойственность. Масса электрона и его заряд характеризуют его корпускулярные свойства. Волновые свойства проявляются в особенностях движения электрона, в дифракции и интерференции. Чем меньше масса частицы, тем больше длина волны. Для элементарных частиц В. Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, согласно которому невозможно одновременно определить положение частицы в пространстве и ее импульс. Следовательно, нельзя рассчитать траекторию движения электрона в поле ядра, можно лишь оценить вероятность его нахождения в атоме с помощью волновой функции ψ, которая заменяет классическое понятие траектории. Волновая функция ψ характеризует амплитуду волны в зависимости от координат электрона, а ее квадрат ψ2 определяет пространственное распределение электрона в атоме. В наиболее простом варианте волновая функция зависит от трех пространственных координат и дает возможность определить вероятность нахождения электрона в атомном пространстве или его орбиталь. Таким образом, атомная орбиталь (АО) – область атомного пространства, в котором вероятность нахождения электрона наибольшая [2].
Волновые функции получаются при решении основополагающего соотношения волновой механики – уравнения Шредингера: , где h – постоянная Планка; ψ – переменная величина; U – потенциальная энергия частицы; E – полная энергия частицы; х, у, z – координаты. Атомные орбитали электрона, их энергия и направление в пространстве зависят от четырех параметров – квантовых чисел: главного n, орбитального l, магнитного m и спинового ms. Первые три характеризуют движение электрона в пространстве, а четвертое – вокруг собственной оси. Главное квантовое число n – определяет энергетический уровень электрона, удаленность уровня от ядра, размер электронного облака. Принимает целые значения (n = 1, 2, 3...) и соответствует номеру периода. Из периодической системы для любого элемента по номеру периода можно определить число энергетических уровней атома, и какой энергетический уровень является внешним:
Например, элемент стронций Sr расположен в пятом периоде, значит в его атоме электроны распределены по пяти энергетическим уровням (n = 1, n = 2, n = 3, n = 4, n = 5); внешним будет пятый уровень (n = 5). Орбитальное квантовое число l определяет форму электронного облака (рис. 2.1) и энергию электрона на подуровне. Принимает значения от 0 до (n – 1). Кроме числовых значений, l имеет буквенные обозначения. Электроны с одинаковым значением l образуют подуровень:
Квантовое число m называют магнитным. Оно характеризует пространственное расположение атомной орбитали относительно внешней силы. Принимает целые значения от –l до +l через нуль, т. е. (2l + 1) значений (табл. 2.1).
Таблица 2.1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 84; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.246.203 (0.005 с.) |