химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

количество энергии, необходимое для того, чтобы разорвать связь электрона с кри26

Строение материи

Основы квантовой теории

27

сталлической решеткой металла. Как показал в 1905 г. Эйнштейн, подобно тепловой энергии свет поглощается и излучается только квантами с энергией hv. Скорость электрона и можно определить, измерив потенциал V при о—>-0, т. е. при ото2/2 = =eV. Тогда, зная заряд электрона е (см. ниже), можно найти й-А = (6,62559±0,00016)-10-м Дж-с

В соответствии с уравнением Эйнштейна световые кванты, илвг фотоны, характеризуются определенной массой: Е= Av = mc2

Существование инерционной массы света (давление света) и тяжелой массы (отклонение света при прохождении вблизи Солнца) доказано экспериментально.

В этом и предыдущем разделах для энергии использовались различные размерности. Суммируя вышесказанное, энергия одного кванта выражается следующими соотношениями:

Приведем некоторые постоянные, которые могут понадобиться

при дальнейшем изложении основ квантовой химии:

А=1,38-10-2Э Дж-К-1 т=9,Ы0-31 кг

е= 1,60-10-" Кл 1 эВ= 1,60210-Ю-»9 Дж

3.4. Электроны

Электроны в «связанной форме» являются частицами, поведение которых в значительной мере определяет химические-свойства вещества. Говорят даже, что химия —это физика «электронных оболочек». При исследовании именно этих элементарных частиц был установлен так называемый «корпуску-лярво-волновой дуализм» материи. Рассмотрим сначала некоторые свойства электронов, в которых проявляется их корпускулярная природа. Прежде всего отметим, что можно определить заряд и массу электрона; интересны в этом отношении и методы получения электронов. К последним относятся термоэмиссия (при высокой температуре электроны сравнительно легко покидают решетку некоторых металлов, в особенности щелочных) и ударная ионизация.

Под ионизацией понимают образование электрически заряженных частиц (электронов и ионов) из нейтральных частиц. Если энергия столкновения таких нейтральных частиц между собой достаточно велика, то от них могут оторваться электроны. Такая термическая ионизация происходит, например, при электрическом разряде в газах при пониженном давлении. В катодной трубке образовавшиеся в результате термоэмиссии электроны ускоряются электрическим полем настолько, что становится возможной ударная ионизация. Минимальная энергия, необходимая для ионизации, и кинетическая энергия частицы связаны соотношением

При достаточно высоком напряжении и давлении ~10-в атм появляются «катодные лучи», которые после выхода из трубки через алюминиевое окошко могут быть исследованы (вне трубки). В основе простого метода определения Отношения е/т лежит указанное выше соотношение. При этом v определяется методом, с которым мы познакомились в гл. 2.

Другие методы определения отношения е/т основаны на отклонении электронов в электрическом и магнитном полях.

Зная е/т и заряд электрона, можно вычислить массу электрона. Прямое определение заряда электрона впервые было выполнено Милликеном, который измерял силу, воздействующую в электрическом поле на парящую в пространстве между электродами заряженную капельку масла. Сила, действующая на одинаковые капельки, зависела от заряда капельки; отношение сил для разных капелек выражалось целыми числами, т. е. было кратным элементарному заряду. Согласно последним данным, заряд и масса электрона равны

е= (1,60210 ± 0,00007). 1ГГ1» Кл т= (9,1091 ± 0,004)? 10"31 кг

Пользуясь «классическими» закономерностями для процессов столкновений частиц, можно вычислить «классический» радиус электрона: r« Ю-13 см.

Выше уже говорилось, что свет, который в классической физике рассматривается с позиций волновой механики, проявляет и корпускулярные свойства. В то же время, можно показать, что электроны также обладают волновыми свойствами. Так, Дэвиссон и Джермер (1927 г.) установили, что электроны рассеиваются на кристаллической решетке подобно рентгеновским лучам (разд. 6.4.1). Еще до этого де Бройль (1925 г.) обобщил Уравнение Эйнштейна

mc=h~=h~ (таккакс = Ь>)

а том смысле, что для каждой элементарной частицы с массой 01 и скоростью о справедливо соотношение

mcv=p = ~

Это фундаментальное соотношение — формула де Бройля —сопоставляет каждой частице некоторую «материальную волну». ем меньше масса и скорость частицы, тем больше длина вол28

Основы квантовой теории

шГШ. х Чи=К—? *- /2

ны. Можно рассчитать, например, длину волны электрона для некоторого ускоряющего напряжения:

2mU

Если напряжение измерено в вольтах, то Я = ]/Ж.10-Всм

Таким образом, длина волны де Бройля в области напряжений 102—103 В имеет порядок ~0,1 нм, т.е. близкий длине волны рентгеновского излучения. Волновые свойства других элементарных частиц также получили экспериментальное подтверждение.

Из классической волновой механики известно, что волновой процесс (пакет волн протяженностью х) можно охарактеризовать длиной волны Я только в том случае, если протяженность пакета х стремится к бесконечности. Этот факт отражается так называемым «с

страница 9
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


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

 

 

Реклама
фбс 12 4 6
изготовление парковых скамеек
моноколесо gotway monster 22 2400 отзывы
наклейки гномик-художник

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
(23.09.2017)