Учебное пособие для студентов 1 го курса фен



Pdf көрінісі
бет6/66
Дата06.11.2023
өлшемі6,53 Mb.
#190004
түріУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   66
Байланысты:
httpslib.nsu.ruxmluibitstreamhandlensu584Задачник Физическая20химия.pdfsequence=4&isAllowed=y

Пример
1-4
: Написать ЭК: а) 
16

и иона
S
2+ 
в основном 
состоянии; б) 
22
Ti
и иона 
Ti
2+
в основном состоянии.
Решение
: а) Согласно принципу наименьшей энергии и 
принципу Паули, ЭК 
16
S: 
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
или в сокращѐнной форме: 
[Ne]
 3s
2
3p
4
.
Электронная конфигурация иона 
S
2+ 
в сокращѐнной форме: 
[Ne]
3s
2
3p
2

б) Согласно принципу наименьшей энергии и принципу Паули, 
ЭК 
22
Ti: 
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
2
4s
2
или в сокращѐнной форме: 
[Ar]
 3d
2
4s
2

Электронная конфигурация иона 
Ti
2+ 
в сокращѐнной форме: 
[Ar]
3d
2
,
т. к. 
4s
-
электроны имеют меньшую энергию связи с ядром и 
первыми удаляются в процессе ионизации. Следует обратить 
внимание на то, что при образовании катионов 
d

и 
f
-
элементов в 
первую очередь удаляются 
s
-
электроны. 
Потенциал
(энергия)
ионизации
(
I
)
. Минимальная энергия, 
которую необходимо затратить для удаления электрона из атома, 
находящегося в основном состоянии, называется 
первым
 
потенциалом
 
ионизации
 (I
1
)
: A 
→ 
A
+
+ e.
Второй, третий и т. д. потенциалы ионизации соответствуют 
ионизации катионов, следовательно
I


I
2

I
3

Первый потенциал ионизации атома равен энергии внешнего 
электрона, взятой с обратным знаком. Величина потенциала 
ионизации всегда > 0. 


16 
Пример__1-5'>Пример
1-5:
Энергия электрона в ионе Не

Е
1


54,4 эВ. 
Определить потенциал ионизации 
I

Решение
: Для того, чтобы удалить электрон, необходимо 
затратить энергию 

= +54,4 эВ.
Сродство
 
к электрону
 
атома
 
(Е)

изменение энергии при 
присоединении электрона к атому: А + е → А

. Как правило, Е < 0.
Как вычислить потенциал ионизации аниона и сродство к 
электрону катиона, которых нет в справочнике? Потенциал 
ионизации аниона А

и сродство к электрону катиона 
A
+
определяются как соответствующие энергии 
Е
(А) и 
I
(A
), взятые с 
обратным знаком. 
Пример
1-6
: Определить потенциал ионизации аниона 
I
(Cl

) и 
сродство к электрону катиона 
Е
(Cl
+
).
Решение:
Из справочных данных известны величины 
Е
(Cl) = 

3,62 
эВ и 
I
(Cl
) = 12,97 эВ, из которых следует, что 
I
(Cl

) = 3,62 эВ, 
Е
(Cl
+
) = 
–12,97 эВ.
Пример
1-7
: Рассчитать полную электронную энергию для 
атома Не, если известны потенциалы ионизации атома Не: 
I
1
= 24,6 
эВ, 
I
2
= 54,4 эВ.
Решение
: Величина полной электронной энергии одноатомной 
частицы зависит от выбора начала отсчѐта. Обычно для таких 
систем выбирают начало отсчѐта –
полностью разведѐнные ядро и 
электроны. 
При присоединении первого электрона к ядру гелия выделяется 
энергия 
Е
2


I
2


54,4 эВ. При присоединении второго электрона 
E, 
эВ
He
2+
+ 2e 
He
+
+ e 
He 
I
1
= 24,6 
эВ
I
2
= 54,4 
эВ


17 
к Не
+
выделяется 
Е



I
1


24,6 эВ. Полная электронная энергия 
атома Не 
Е
п

Е
1
 
+ Е
2


79,0 эВ.
Вопросы
 

Какие значения квантовых чисел соответствуют следующим 
орбиталям: 2p; 3d; 4s;
3p
x
; 4d
xy


Привести примеры одноэлектронных частиц (атомов или 
одноатомных ионов). Определить энергию электрона в основном 
состоянии этих частиц. Найти атомные орбитали с одинаковыми 
значениями энергии, соответствующими основному состоянию 
атома водорода.

Почему в водородоподобных частицах энергетические 
уровни вырождены, а в многоэлектронных нет? Определить 
кратность вырождения энергетического уровня электрона атома Н с 
n = 1; 3; 4. 

Объяснить, почему в атоме водорода орбитали 3

и 3

имеют одинаковую энергию, а в атоме хлора –
разную. 

Показать, что наиболее вероятным расстоянием между 
электроном и ядром для водородоподобных частиц в основном 
состоянии является 
r = a
0
/Z (Z 

заряд ядра).

Используя одноэлектронные волновые функции для 
водородоподобных частиц, определить, какой атом больше по 
размерам Н или Не.

Охарактеризовать вектор момента импульса орбитального 
движения и спина электрона в 
s- 
и 
p-
состоянии атома водорода. 
Какова взаимосвязь модуля момента импульса и его проекций на 
ось 
OZ 
с квантовыми числами?

Как выглядела бы таблица элементов Менделеева, если бы 
не было:
а) межэлектронных взаимодействий;
б) принципа Паули?

Какой из элементов имеет более высокую энергию 
ионизации: 
Li 
или 
Cs? Li 
или 
F? F 
или 
I? 


18 

Какой из элементов имеет более высокое сродство к 
электрону: 

или 
Cl? Cl 
или 
Br
? О или 
S? S 
или 
Se
? С или 
F? 

Почему потенциал ионизации атома по модулю всегда 
больше энергии сродства к электрону этого же атома?


19 


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   66




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет