А. Ф. Новиков строение вещества



Pdf көрінісі
бет15/78
Дата04.11.2023
өлшемі2,4 Mb.
#189767
түріУчебное пособие
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   78
Байланысты:
1022 3

21 
 
функция многоэлектронных атомов представляет собой произведение 
одноэлектронных функций. Как и в случае одноэлектронных атомов, 
состояние электрона в атоме характеризуется набором из трех квантовых 
чисел
n, l 
и m

, к которым добавляется еще одно – спиновое число 
m
s
, или 
s
, равное либо +1/2, либо –1/2. Спиновое квантовое число определяет 
присущую электрону дополнительную степень свободы (но ни в коем случае 
– 
не вращение электрона в ту или другую сторону!). 
Для одноэлектронных атомов и ионов орбитали, принадлежащие 
одному уровню (с данным значением главного квантового числа), имеют 
одну и ту же энергию, как это показано на энергетической диаграмме (см. 
рис.12). Такое состояние называется вырожденным. В противоположность 
этому, состояния многоэлектронных атомов не вырождены, то есть энергии
s-, p-, d-, f-
 
и прочих орбиталей становятся различными по энергии – 
происходит так называемое расщепление уровня на подуровни. Это явление 
связано с экранирующим действием (отталкиванием) на каждый данный 
электрон в атоме со стороны совокупности всех прочих одинаково 
заряженных электронов. Энергетическая диаграмма при этом видоизменяется 
(см. рис.13). 
Наиболее низкой энергией обладает электрон на 
1
s
орбитали, поэтому 
заполнение электронами орбиталей начинается именно с нее и далее следует 
снизу вверх в порядке возрастания энергии. При этом оказывается 
справедливым принцип В. Паули: в любой многоэлектронной системе в 
каждом состоянии, определяемом полным набором четырех квантовых чисел 
не может быть более одного электрона. Это означает, что в каждом 
энергетическом состоянии (на каждой электронной орбитали) может 
находиться не более двух электронов и различаться они должны лишь 
спиновыми числами. Каждый электрон при этом обозначается стрелкой, 
направленной либо вверх ↑ (
s
= +1/2), либо вниз ↓ (
s
= – 1/2 ) . 
В случае однотипных орбиталей последовательное заполнение их идет 
таким образом, чтобы соблюдалось правило В. Хунда: в основном состоянии 
атома при последовательном заполнении электронами орбиталей данного 
типа суммарный спин электронов на этих орбиталях (мультиплетность) 
должен быть максимальным (см. схему на рис.14). 
Расщепление уровней приводит к тому, что орбитали разных уровней 
перекрываются, и в частности, 
4
s
-
орбиталь оказывается ниже по энергии
чем 
3
d
-
орбиталь. Таким образом, прежде должно начаться заполнение 
именно
4
s
-
орбитали, а уже после – 
3
d
(см. энергетическую диаграмму для 
многоэлектронного атома, рис.15). 




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   78




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет