Итоги лекции N 9

1. Электрон обладает собственным моментом импульса L_S , не связанным с движением в пространстве. Модуль собственного момента импульса определяется спиновым квантовым числом S (см. (9.1)):

2. Проекция спина на ось z L_Sz квантуется (см. (9.2)):

здесь m_s - магнитное спиновое квантовое число, для электрона (см. (9.3)):

3. Квантовое состояние электрона в любом атоме задается четырьмя квантовыми числами:

4. Частицы с полуцелым спином s относятся к фермионам (например - электрон), а частицы с целым спином - к бозонам (например - фотон).

5. Принцип Паули утверждает, что в квантовой системе фермионов две частицы не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии.

6. Бозоны не подчиняются принципу Паули, они могут находиться в одинаковом квантовом состоянии в неограниченном количестве.

7. Периодическое повторение химических свойств элементов с ростом зарядового числа Z, открытое Д.И. Менделеевым, объясняется заполнением электронами квантовых состояний в атоме с учетом принципа Паули.

8. В молекулах различают два типа связи: ковалентную и полярную.

9. Ковалентная связь осуществляется за счет обобществления электронов, принадлежащих двум атомам.

10. Ионная связь обусловлена переходом электронов с одного атома на другой с образованием положительных и отрицательных ионов с электростатическим притягиванием между ними.

11. Энергия изолированной молекулы может быть приближенно представлена в виде:

здесь E_эл - электронная энергия, она обусловлена электронной конфигурацией в молекуле; E_кол - энергия колебания ядер относительно центра масс молекулы E_вр - энергия вращения ядер относительно центра масс молекулы.

Порядки величин E_эл, E_кол и E_вр следующие:

E_эл ~ 1 ÷10 эВ;

E_кол ~ 10^-2 ÷10^-1 эВ;

E_вр ~ 10^-5 ÷10^-3 эВ.

12. Квантование колебательной и вращательной энергии молекулы объясняет экспериментально наблюдаемую зависимость теплоемкостей газов от температуры (см. § 4).

 

КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В МЕТАЛЛЕ