химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со скачкообразным изменением его энергии. Графически энергию квантовых состояний и квантовые переходы электронов можно изобразить с помощью схемы энергетических уровней (рис. 6). На схеме горизонтальные линии проведены на высотах, пропорциональных

21

ЕзВ

\

В --1 -2 -J -4 -5 -S -7 -8 -9 -10 -11 -12 -IJ -14

Рис. 6. Схема энергетических уровней и квантовые переходы атома водорода

поглощении света и т.д. При этом в любом случае атом поглощает лишь определенные кванты энергии, соответствующие разности энергетических уровней электронов. Обратный переход электрона сопровождается выделением точно таких же квантов энергии.

Квантовые переходы электрона соответствуют скачкообразному изменению среднего размера электронного облака: уменьшение энергии связи электрона с ядром соответствует увеличению объема облака; увеличение энергии связи — сжатию облака.

Л томные спектры. Экспериментально квантование энергии атомов обнаруживается в их спектрах поглощения и испускания. Атомные спектры имеют линейчатый характер (рис. 7). Возникновение линий в спектре обусловлено тем, что при возбуждении атомов (нагревании газа, электроразряде и пр.) электроны, принимая соответствующие порции энергии, переходят в состояние с более высокими энергетическими уровнями. В таком возбужденном состоянии атомы находятся лишь ничтожные доли секунды. Переход электронов в состоянии с более низкими энергетическими уровнями сопровождается выделением кванта энергии. Это отвечает появлению в спектре отдельных линий,

22

Р и с. 8. Форма р- и d-орбиталей. Показаны также знаки волновой функции

Таким образом, для электрона первого энергетического уровня (n = 1) возможна только одна форма орбитали, для второго энергетического уровня (п = 2) возможны две формы орбиталей, для третьего уровня (п = 3) — три и т.д.

Согласно квантово-механическим расчетам s-орбитали имеют форму шара, р-орбитали — форму гантели, d- и /орбитали — более сложные формы. Формы граничной поверхности S-, р- и rf-орбиталей показаны на рис. 8.

При обозначении состояния электрона главное квантовое число пишут перед символом орбитального квантового числа. Например, 4s означает электрон, у которого п = 4 и 1 = 0 (облако имеет форму 24 шара); 2р означает электрон, у которого п = 2 и I = 1 (облако имеет форму гантели) и т.д.

МАГНИТНОЕ КВАНТОВОЕ ЧИСЛО. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРИЕНТАЦИЯ ОРБИТА-ЛЕЙ. Для характеристики пространственного расположения орбиталей применяется магнитное (ориентированное) квантовое число пц.

Число значений магнитного квантового числа зависит от орбитального квантового числа и равно (2/ + 1):

товое число I

О 1

2 3

О

1, 0, -1

2, 1, 0, -1, -2

3, 2, 1, 0, -1, -2, -

Орбитальное кван- Магнитное квантовое Число орбиталей с

данным значением /

1

3 5 7

s-Состоянию отвечает одна орбиталь, р-состоянию — три, if-состоя-нию — пять, /-состоянию — семь и т.д. Орбитали с одинаковой энергией называются вырожденными. Таким образом, р-состояние вырождено трехкратно, d-состояние — пятикратно, а /состояние — семикратно. Общее же число орбиталей данного энергетического уровня равно т*2.

По характеру ориентации в пространстве р-орбитали обозначают pXt Vy и Рг (см- Рис- 8). (f-Орбитали, ориентированные своими лопастями по осям координат, обозначают i и d „, а d-орбитали, ориентиро-

—у1 Z1

ванные лопастями между осями координат, обозначают dxy, dyz и dxz (см. рис. 8).

Различие В ориентации электронных облаков относительно друг друга позволяет объяснить спектры атомов В магнитном поле. При действии на атомы внешнего магнитного поля происходит расщепление линий их спектров — возникновение новых близлежащих линий. Это обусловлено изменением характера расположения электронных облаков относительно друг друга, в соответствии с "дозволенными" углами поворота каждого из них В магнитном поле.

РАДИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ. Распределение электронной плотности относительно ядра изображают с помощью кривой радиального распределения вероятности (рис. 9). Эта кривая показывает вероятность того, что электрон находится в тонком концентрическом шаровом слое радиуса г толщины dr вокруг ядра. Объем этого слоя d V = 4ягМг. Общая вероятность нахождения электрона в этом слое (4ятЭДг)ч/>2.

25

tt,20fi 0,6 0,8

КИМ

Принцип Паули. В 1925 г. В. Паули был высказан принцип: е атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковый набор всех четырех квантовых чисел. Иными словами, данными значениями квантовых чисел п, I, mj, ms может характеризоваться только один электрон. Для любого другого электрона в атоме должно быть иным значение хотя бы одного из квантовых чисел.

Из принципа Паули непосредственно вытекает, что на одной орбитали может находиться лишь два электрона — с ms = +1/2 и -1/2.

Следовательно, в «-состоянии (одна орбиталь) может быть лишь два электрона, в р-состоянии (три орбитали) — шесть, в d-состоянии (пять орбиталей) — десять,

страница 8
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
коробочки с цветами и макарони москва купить
Компания Ренессанс: купить металлическую лестницу- быстро, качественно, недорого!
кресло ch 626
камера хранения для вещей в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)