Учебное пособие для студентов 1 го курса фен
жүктеу/скачать 6,53 Mb. Pdf көрінісі
|
httpslib.nsu.ruxmluibitstreamhandlensu584Задачник Физическая20химия.pdfsequence=4&isAllowed=y
| n, l, m
l . n – главное квантовое число – определяет энергию ( Е ) электрона и является мерой среднего радиального расстояния от ядра. Может принимать значения: 1, 2, 3, 4…..∞ l – орбитальное (азимутальное) квантовое число – определяет величину момента импульса орбитального движения электрона. Может принимать значения: 0, 1…( n 1). Состояния с l = 0, 1, 2, 3… называют s, p, d , f - состояниями. Определяет характер симметрии АО (форму электронного облака). m l – магнитное квантовое число – определяет ориентацию момента импульса электрона или АО в пространстве. Может принимать значения: l ,….0,….+ l . Элементарные частицы (в том числе электрон) обладают внутренним моментом импульса (спином). Спин – вектор, имеет 2 независимые ориентации (↓↑). m s – спиновое квантовое число. m s = ± ½ (в единицах ħ). Для одноэлектронных систем (Н, Не + , Li 2+ , ….) можно рассчитать энергию электрона: Е n = 13,6∙ Z 2 /n 2 эВ , где Z – атомный номер элемента Э; n – главное квантовое число, энергия отсчитывается относительно покоящихся и невзаимодействующих ядра и электрона. В случае одноэлектронных систем (атома Н или одноэлектронных ионов) существует несколько состояний, характеризующихся одним значением энергии. В этом случае энергетический уровень называют вырожденным, а число состояний, соответствующих этому уровню, называют кратностью вырождения. Учитывая, что 14 каждому значению l соответствует 2 l + 1 разных состояний, отличающихся значением m l , кратность вырождения n - го уровня : Σ (2 l + 1) = n 2 Для атома Н энергетическая диаграмма состояний электрона следующая: Состояние 1s – основное состояние (состояние с минимальной энергией), остальные состояния – возбуждѐнные. Следует обратить внимание на то, что энергия состояния электрона и энергия возбуждения – разные понятия. Энергия состояния электрона относится к энергетическому уровню, тогда как энергия возбуждения относится к переходу электрона с одного уровня на более высокий энергетический уровень. В многоэлектронных атомах необходимо учитывать взаимодействие электронов друг с другом. Для учѐта этого взаимодействия вводится понятие эффективного заряда ядра ( Z эфф. ): на электрон внешнего уровня действует заряд, меньший истинного заряда ядра, т. к. внутренние электроны экранируют ядро. Такое одноэлектронное приближение сводит описание многоэлектронного атома к рассмотрению системы, состоящей из одного электрона, находящегося в поле ядра с эффективным зарядом Z эфф. Главный результат такого приближения сводится к следующему: при заданном значении главного квантового числа n подуровни s, p, d, f имеют последовательно увеличивающую энергию: s < p < d < f (т. е. вырождение снимается). Электронные конфигурации (ЭК ) атомов и ионов . ЭК атома представляет собой запись в виде символов АО с указанием числа электронов в этом состоянии в порядке возрастания главного квантового числа. Например, ЭК ( 2 Не): 1s 2 . Е, эВ – 13,6 – 3,4 – 1,5 1s ( n = 1, l = 0) 2s 3s 2p ( n = 2, l = 0,1) 3p 3d ( n = 3, l = 0,1,2) E 1 2 E 2 3 15 Для написания ЭК используются следующие правила: 1) Принцип наименьшей энергии. Заполнение АО электронами начинается с орбиталей наименьшей энергии. Энергия АО увеличивается в порядке возрастания суммы квантовых чисел n + l , а при одинаковой сумме этих чисел – в порядке возрастания n (правила Клечковского). 2) Принцип Паули. В атоме не существует двух электронов, характеризующихся одинаковым набором 4 - х квантовых чисел ( n, l, m l , m s ). Следовательно, на одной АО может находиться не более двух электронов с разными значениями m s . 3) Правило Хунда. На АО с одним значением l электроны распределяются так, чтобы суммарный спин был максимален. Справедливо только для основного состояния. жүктеу/скачать 6,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|