Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу 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 |
Квантово-механическая модель электронной оболочки атомаСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Протекание химических реакций сопровождается изменениями в электронной оболочке атома. Главным постулатом квантовой механики является постулат о невозможности точного определения местоположения электрона в атоме (принцип неопределенности Гейзенберга). Однако квантово-механический метод с большой точностью позволяет рассчитать вероятность пребывания электрона в околоядерном пространстве. Атомная орбиталь (АО) — это область околоядерного пространства, в которой вероятность обнаружения электрона составляет не мене 90%. Атомные орбитали отличаются по форме, энергии и удаленности от ядра. Математическим описанием орбитали является волновая функция (ψ). Физический смысл волновой функции заключается в том, что произведение ψ2dV равно вероятности нахождения электрона в элементарном объеме dV. Радиальное распределение вероятности нахождения электрона в атоме имеет волновой характер (рис. 33).
(а) (б) Рисунок 33. — Радиальное распределение электронной плотности (а) 1s и (б) 2s-электрона Волновой характер радиального распределения вероятности нахождения электрона, а также наличие у него массы покоя отличной от нуля (относительная атомная масса электрона составляет ~1/2000 от массы протона) дает основание считать электрон одновременно и частицей, и волной. Энергетическое состояние электрона в атоме описывается при помощи набора из четырех квантовых чисел.
Квантовые числа 1) Главное квантовое число (n) определят общий запас энергии орбитали и ее удаленность от ядра. Оно принимает целочисленные значения от нуля до бесконечности (n = 1,2,3,4...¥). Орбитали с одинаковым значением главного квантового числа образуют энергетический уровень или электронный слой. С увеличением n возрастает энергия орбиталей и их удаленность от ядра: 2) Орбитальное (побочное) квантовое число (ℓ) характеризует форму орбитали, а так же число подуровней на энергетическом уровне. Оно принимает целочисленные значения от нуля до (n - 1) (ℓ = 0, 1, 2, 3....(n – 1)). Орбитали с одинаковым значением n, но разными значениями ℓ образуют подуровни данного энергетического уровня: Если n = 1, то ℓ = 0. Данное орбитальное число соответствует s-подуровню, на котором располагается s-орбиталь, имеющая сферическую симметрию:
Рисунок 34. — s-Орбиталь
Если n = 2, то ℓ = 0 и 1. Орбитальное квантовое число равное единице (ℓ = 1) соответствует p - подуровню, на котором располагаются p-орбитали, имеющие форму объемной восьмерки:
Рисунок 35. — p-Орбиталь
Если n = 3, то ℓ = 0, 1, 2. Орбитальное квантовое число равное двум (ℓ = 2) соответствует d-подуровню, на котором располагаются d-орбитали:
Рисунок 36. — d-Орбитали
Если n = 4, то ℓ = 0, 1, 2, 3. Орбитальное квантовое число равное трем (ℓ=3) соответствует f-подуровню, на котором располагаются f-орбитали. 3) Магнитное квантовое число (mℓ) характеризует ориентацию орбитали в пространстве, а так же число орбиталей на подуровне. Оно принимает целочисленные значения от минус ℓ до плюс ℓ (mℓ = –ℓ...через 0...+ ℓ). Для s-подуровня (ℓ = 0) магнитное квантовое число ms равно 0, следовательно на s-подуровне находится только одна s-орбиталь:
Для р-подуровня (ℓ = 1) магнитное число принимает три значения: mp = –1, 0, +1, следовательно, на р-подуровне находятся три орбитали, отличающиеся друг от друга ориентацтей в пространстве:
Для d-подуровня (ℓ = 2) магнитное число принимает пять значений: md = -2, -1, 0, 1, 2, следовательно, на d-подуровне находятся пять орбиталей:
Для f-подуровня (ℓ = 3) магнитное число принимает семь значений: mf=-3,-2,-1, 0,1, 2, 3, следовательно, на f-подуровне находятся семь орбиталей: 4) Спиновое квантовое число (s) принимает только два значения: s= ± 1/2. Онохарактеризует вращение электрона вокруг собственной оси (по или против часовой стрелки):
Распределение электронов в многоэлектронном атоме
1. Принцип минимальной энергии: электрон занимает орбиталь с наименьшим запасом энергии. 2. Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел. Какследствие, на одной орбитали располагается не более двух электронов с антипараллельными спинами (рис. 37). Рисунок 37. — Разрешенные варианты заполнения орбиталей электронами 3. Правило Хунда: электроны на подуровне располагаются так, чтобы их суммарный спин был максимальным (рис. 38). Рисунок 38. — Разрешенные варианты заполнения электронами p-подуровня. Заполнение, соответствующее максимальной сумме спиновых чисел, считается энергетически наиболее выгодным.
4. Правила Клечковского: атомные орбитали заполняются электронами в порядке последовательного увеличения суммы (n+ℓ) (1-е правило). При одинаковых значениях этой суммы — в порядке последовательного увеличения главного квантового числа (2-е правило).
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-23; просмотров: 537; 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 - 3.15.206.105 (0.009 с.) |