Учебное пособие для студентов 1 го курса фен



Pdf көрінісі
бет5/66
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

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…(


1). Состояния с

= 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



E
2




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 


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 

электроны 
распределяются так, чтобы суммарный спин был максимален. 
Справедливо только для основного состояния.


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




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет