рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Электроника
/
Вид работы: Лекции
/
Многоэлектронные атомы

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Многоэлектронные атомы

Многоэлектронные атомы - Лекция, раздел Электроника, Тепловое излучение Рассмотрим, Как Меняются Физико-Химические Свойства Вещества С Ростом Их Поря...

Рассмотрим, как меняются физико-химические свойства вещества с ростом их порядкового номера z.

z = 1 – атом водорода. Один электрон находится в состоянии с п = 1, энергия электрона равна – 13,6 эВ. Энергия связи равна энергии ионизации 13,6 эВ. Если принять разность потенциалов 13,6 В, то электрон ионизирует атом. 13,6 В - ионизационный потенциал.

z = 2 — гелий. Ион гелия Не⁺ - водородоподобный ион. Любое ядро с атомным номером z и одним электроном аналогично атому водорода, в котором сила электрического взаимодействия увеличивается в z раз. Энергия определяется формулой:

Ионизационный потенциал равен . Если в окрестности Не⁺ поместить второй электрон, то он первоначально «видит» заряд (z - 1)е. Однако после того, как этот электрон попадает на оболочку с п = 1, он будет «видеть» и заряд ядра z. Если взять среднее, то в среднем электрон «видит» заряд (z- l/2)е. Это эффективный заряд атома гелия. Обобщая полученный результат, мы имеем

где z_эф- эффективный порядковый номер, он зависит от п и . Тогда ионизационный потенциал гелия (экспериментально найдено, что = 24,6 B). Так как в оболочке п = 1 нет места третьему электрону, гелий химически инертен. Химические силы не в состоянии создать энергию связи 24,6 эВ, чтобы ионизировать атом. Если попытаться образовать отрицательный ион Не^-, то третий электрон расположится на уровне , этот электрон достаточно удален от ядра и для него суммарный заряд ядра и остатка равен нулю, поэтому третий электрон удерживаться атомом не будет. В связи с этим гелий не образует молекул ни с одним из элементов.

z = 3 - литий. Дважды ионизированный литий Li⁺⁺ имеет водородоподобный спектр, у которого энергия уровней в З² = 9 раз больше, чем у водорода. Спектр однократно ионизированного лития подобен спектру гелия, но . Согласно принципу Паули третий электрон в нейтральном атоме лития должен находиться на оболочке п = 2. Для этого электрона z_эф чуть больше 1, поэтому чуть больше, чем

(экспериментально = 5,4 В; z_эф, = 1,25). Второй ионизационный потенциал, соответствующий удалению второго электрона равен 5,6 В (т.е. много больше, чем первый). Таким образом, в соединениях Li обнаруживает только валентность +1 (т.е. теряет только один электрон), и никогда не обнаруживает валентность +2 (т.е. не теряет два электрона).

В состоянии с п = 2 орбитальное квантовое число принимает два значения: = 0 и = 1. В обоих состояниях энергия электрона должна быть одинакова (Е_n зависит только от п). Однако в состоянии с = 0 имеет место более сильная связь, чем в состоянии с = 1. Волновая функция электрона с =0 (с меньшим моментом импульса) концентрируется ближе к ядру по сравнению с волновой функцией состояния с = 1 (с большим значением момента импульса). Для электронной волны, сосредоточенной вблизи ядра эффективный порядковый номер z_эф ~ z, для удаленной от ядра волны z_эф1. Таким образом, для волны с = 0 z_эф больше, чем для волны с = 1. Это и объясняет зависимость z_эф не только от п, но и от . Этот эффект может вызвать значительные различия в энергиях подоболочек с = 0, - 1, = 2. Действительно, при z = 19 (калий) энергетический уровень п = 4, = 0 располагается ниже уровня п = 3, = 2.

z = 4 - бериллий. Первый ионизационный потенциал выше, чем у Li , = 9,32 В. Второй ионизационный потенциал ненамного больше, т.к. второй электрон тоже находится на уровне п = 2. Поэтому в соединениях валентность Be равна +2.

z = 5 (В - бор); z = 6 (С - углерод); z = 7 (N - азот); z = 8 (О - кислород); z = 9 (F - фтор); z = 10 (Ne - неон). В состоянии п = 2 в атомах В, С, N находятся 3, 4, 5 электронов, их валентности соответственно +3, +4, +5. Все три электрона в атомах бора ведут себя одинаково. Кислород и фтор обнаруживают так называемое электронное сродство (сродство к электрону). Отдельный атом F может приобрести дополнительный электрон и превратиться в стабильный ион F^–. Соответствующая этому электрону волна частично «видит» большой эффективный заряд z_эфе, и электрон оказывается связанным с энергией 3,6 эВ. Сродство к электрону при образовании составляет 2,2 В. В химических соединениях кислород и азот имеют валентности соответственно -2 и -3. У неона все состояния с п = 2 заняты, т.е. оболочка заполнена. Электронные волны, соответствующие п = 2 частично расположены очень близко к ядру, z_эф~ 10, ионизационный потенциал поэтому очень высок = 21,6 В. Таким образом, неон, как и гелий, является химически инертным.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Тепловое излучение

Лекция... Двойственная корпускулярно волновая природа... Частиц вещества Гипотеза де Бройля...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Многоэлектронные атомы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Тепловое излучение
1.1.Закон Кирхгофа Тепловое излучение – это испускание электромагнитных волн за счёт внутренней энергии тел. Тепловое излучение имеет место при любой температуре. При низких температурах о

Эффект Комптона
Комптон (1923) открыл явление, в котором можно было наблюдать, что фотону присущи энергия и импульс. Результаты этого опыта — еще одно убедительное подтверждение гипотезы Эйнштейна о квантовой п

Тормозное рентгеновское излучение
Если энергия кванта значительно превышает работу выхода А, то уравнение Эйнштейна принимает более простой в

Корпускулярно-волновой дуализм света
Эффект Комптона и фотоэффект подтверждает корпускулярную природу света. Свет ведет себя как поток частиц – фотонов. Тогда как же частица может обнаруживать свойства, присущие класси

Гипотеза де Бройля
В 1924 г. французский физик Луи де Бройль выдвинул гипотезу, согласно которой движение электрона, или какой-либо другой частицы, связано с волновым процессом. Длина волны этого процесса:

Свойства волн де Бройля
Рассмотрим движение свободного электрона. По де Бройлю, ему соответствует длина волны:

Лекция 5
3. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ 3.1.Волновая функция Всякая микрочастица – это образование особого рода, сочетающее в себе свойства и частицы, и волны. Отличие микрочастицы от волн

Принцип неопределенности
В классической механике состояние частицы задают координатами, импульсом, энергией и т.п. Это динамические переменные. Микрочастицу описывать такими динамическими переменными нельзя. Особенность ми

Уравнение Шредингера
В 1926 г. Шредингер получил свое знаменитое уравнение. Это основное уравнение квантовой механики, основное предположение, на котором основана вся квантовая механика. Все вытекающие из этого уравнен

Ядерная модель атома
Любой атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающей его электронной оболочки. Размеры ядра менее 10-12 см, размеры же самого атома, определяемые электронной оболочкой, поряд

Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца
Постулаты Бора. Абсолютная неустойчивость планетарной модели Резерфорда и вместе с тем удивительная закономерность атомных спектров, и в частности их дискретность, привели Н. Бора

Боровская модель атома водорода
Чтобы получить согласие с результатами наблюдений, Бор предположил, что электрон в атоме водорода движется только по тем круговым орбитам, для которых его момент импульса M=nħ,

Согласно 2-му закону Ньютона
(4.13) где m —масса электрона. Отсюда кинетическая энергия электрона

Тогда постоянная Ридберга
Как видим, постоянная Ридберга зависит и от массы ядра. Для атома водорода, ядром которого является прото

Четность, закон сохранения четности
Кроме однородности и изотропности, имеется еще один вид симметрии пространства. Соответствующую ему операцию нельзя свести к совокупности бесконечно малых преобразований координат. Это операция инв

Частица в потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками
Рассмотрим частицу, находящуюся в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме. Будем считать, что частица может двигаться только в направлении оси ОХ. Стенки ямы бесконе

Движение частицы в потенциальном ящике конечной глубины
Рассмотрим поведение частицы в потенциальном ящике конечной глубины. Потенциальная энергия частицы в ящике

Прохождение частицы через потенциальный барьер
Рассмотрим частицу, которая движется слева на право, встречая на своем пути потенциальный барьер высоты

Квантово -механическая модель атома водорода
Электрон в атоме водорода движется в поле кулоновской силы электростатического притяжения к ядру. Потенциальная энергия электрона выражается классической формулой:

Это уравнение необходимо решить для нахождения неполной радиальной функции R(r).
Уравнение (7.7) имеет решение, удовлетворяющее необходимому условию квадратной интегрируемой функции состояния, если выполняется равенство:

Орбитальный магнитный момент электрона
Установим вид оператора магнитного момента движущейся заряженной микрочастицы, опираясь на критерии соответствия. Магнитный момент μ частицы, движущейся по круговой траектории, связан

Спин электрона
Эксперименты показали, что у электрона, кроме орбитального магнитного момента, есть ещё собственный магнитный момент, названный спиновым

Валентным электроном
Атомы щелочных металлов имеют один внешний электрон и заполненные внутренние оболочки. Этот внешний электрон движется в электрическом поле атомного остатка, т.е. ядра и заполненных электронных обол

Ширина спектральных линий
Из возбужденного состояния атом может спонтанно перейти в более низкое энергетическое состояние. Время τ, за которое число атомов, находящихся в данном возбужденном состоянии, уменьшает

Мультиплетность спектров
Спин-орбитальное взаимодействие Исследования спектров щелочных металлов показали, что каждая линия этих спектров является двойной (дуплет). Структура спектра, от

Многоэлектронного атома
Каждый электрон в атоме обладает орбитальным моментом импульса и собственным (спиновым) моментом импульса

Магнитный момент атома
Итак, с механическим моментом атома М связан магнитный момент μ. Отношение называется гиромагни

Векторная модель атома
При построении такой модели механические и магнитные моменты атома изображаются в виде направленных отрезков. Строго говоря, вследствие неопределенности направлений векторов

Волновая функция системы микрочастиц
Квантовая механика системы микрочастиц строится путем обобщения основных понятий и законов механики одной частицы. Состояние системы описывается волновой функцией: Ψ = Ψ(

Принцип Паули
В системе микрочастиц проявляются также физические закономерности, которые не могут быть установлены при анализе движения одной микрочастицы. Квантовая система, состоящая из одинаковых час

Лекция 14
9.3. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева В 1869 г. Менделеев открыл периодический закон изменения химических и физических свойств элементов в зависимости от их атомных масс. Х

Эффекты Зеемана и Штарка
Эффект Зеемана состоит в расщеплении спектральных линий и энергетических уровней во внешнем магнитном токе. Спектральная линия с частотой

Рентгеновские спектры
Различают два вида рентгеновского излучения - тормозное и характеристическое. Тормозное излучение получается при не слишком больших энергиях бомбардирующих атом электронов. Это излучение

Ионная и ковалентная связь. Молекула водорода. Обменный интеграл
Ограничимся рассмотрением только двухатомных молекул. Различают два вида связи между атомами в молекулах. Один из них осуществляется в том случае, когда электроны в молекуле можно разделить на две

Молекулярные спектры
Молекулярные спектры состоят из полос. Полосы состоят из большого числа тесно расположенных линий. Поэтому спектры молекул называют полосатыми. В зависимости от того, изменение каких видов энергии

Генераторы когерентного света
Слово лазер является аббревиатурой выражения “Light amplification by stimulated of radiation”, что означает “усиление света в результате индуцированного (вынужденного) излучения фотонов. В

Принцип действия лазеров
Рассмотрим ансамбль, состоящий из N атомов в единице объема, на который действует электромагнитное излучение с частотой

Схемы накачки
Рассмотрим процессы получения в данной среде инверсной населенности. На первый взгляд может показаться, что инверсию можно создать при взаимодействии среды с достаточно мощной электромагнитной волн