химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

ыми на то или иное число компонент (дублеты, триплеты и т. д.) и при отсутствии внешнего магнитного поля — так называемое естественное расщепление спектральных линий. Это удалось объяснить (Гаудсмит и Юленбек, 1925 г.) на основе допущения, что электрон является маленьким магнитиком и, следовательно, обладает собственным моментом количества движения, помимо движения по орбите.

Так как ядра реагирующих атомов при химических реакциях остаются без изменения, то сейчас мы остановимся только на распределении и свойствах электронов в атоме и, главным образом, тех из них, которые обусловливают химические свойства атомов (так называемых валентных электронов).

Распределение электронов в атомах определяют следующие основные положения: 1) принцип Паули, 2) принцип наименьшей энергии и 3) правило Гунда.

Принцип Паули. В 1925 г. шведский физик Паули, изучая спектры атомов, установил правило, названное по его имени принципом, или запретом, Паули: в атоме не может быть двух и более электронов, характеризующихся одинаковым значением всех четырех квантовых чисел. Так, например, электроны с одинаковыми квантовыми числами п, I и т должны обязательно различаться спинами. Если главное квантовое число равно п, то согласно принципу Паули максимальное число электронов N на этом уровне должно быть N = 2п2, где п — номер уровня. Следовательно, в первом уровне не может быть более двух электронов, во втором более 8 и т. д. Максимальное число электронов в подуровне равно 2(2/ + 1) (см. стр. 185).

Подуровень делится на квантовые ячейки (энергетические состояния). Число ячеек в каждом подуровне определяется числом возможных значений т, т.е. равно 21 + 1 (см. стр. 189). Ячейка обозначается прямоугольником, а направление спина электрона — стрелкой.

Электроны, вращающиеся водном направлении, называют электронами с параллельными спинами и изображают стрелками ф электроны, вращающиеся в притивоположных направлениях, характеризуются антипараллельными спинами и обозначаются противоположно направленными стрелками \ |.

Согласно принципу Паули, в энергетической ячейке может быть 1 или максимально 2 электрона с противоположными спинами|7ТТ.

* См. И. Л. Шиманович и др Общая химия. Конспект лекций ВЗПИ, М., 1966—1967,

Принцип наименьшей энергии. Максимальная устойчивость атома (как системы) соответствует минимуму его полной энергии. В атоме каждый электрон стремится занять положение, соответствующее минимальному значению энергии, что отвечает наибольшей его связи с ядром *. Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней в атоме электронами происходит в соответствии с этим принципом наименьшей энергии.

Энергия электрона в основном определяется главным квантовым числом п и побочным /, поэтому сначала заполняются те подуровни, для которых сумма значений квантовых чисел пи I является меньшей. Например, запас энергии на подуровне 4s меньше, чем на 3d, так как в первом случае /г+/ = 4 + 0 = 4, а во втором п + / — = 3 + 2 = 5; на Ып + / = 5 + 0 = 5] меньше, чем на Ы[п + / = 4 + 2 = 6]; на Ър[п + / = 5+1=6] меньше, чем на 4ДЙ +/ = 4 + 3 = 7].

В случае, когда для двух подуровней суммы значений п и / равны, сначала идет заполнение подуровня с меньшим значением п. Так, например, на подуровнях 3d, ip, 5s сумма значений п и / равна 5. В данном случае происходит сначала заполнение подуровней с меньшими значениями п, а именно: 3d -> 4р -> 5s. Из этого правила встречаются некоторые исключения, когда энергии близких подуровней очень мало отличаются друг от друга. Например, подуровень Ы заполняется одним электроном bd1 раньше, чем 4/, a 6d1-2 раньше, чем 5/.

В периодической системе последовательность заполнения электронами уровней и подуровней такова:

Периоды I II III IV V VI VII

Подуровни Is 2s 2р 3s Зр 4s Ар 5s Ър 6s 5d2—5dl06p 7s

1 /* Ad bdx Qd1

3d 4/ 5/

Следовательно, в некоторых случаях электрону энергетически выгоднее занять место в подуровне вышележащего уровня, хотя подуровень нижележащего уровня не заполнен.

Правило Гунда. Заполнение ячеек электронами происходит по правилу Гунда, согласно которому в пределах подуровня электроны располагаются сначала каждый в отдельной ячейке (в виде так называемых «холостых» — валентных электронов), затем, когда все ячейки данного подуровня окажутся занятыми, начинается уплотнение электронов вновь поступающими, т. е. их оспаривание». Иначе говоря, электроны в пределах данного подуровня (s, р, d, f) заполняются таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным. Так, например, если в трех ^-ячейках (атома азота, стр. 200) необходимо распределить три электрона, то они будут располагаться каждый в отдельной ячейке: jt|t t — в этом случае суммарный спин

равен 3/2, т. е. 2 + 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2, но не так ij^Jj_j_J — когда суммарный спин ? s = + 1/2 — 1/2 + 1/2 — 1/2. Сложение спинов производится по правилу сложения векторов, так как спин электрона, определяющий величину собственного момента количества движения электрона, является векторо

страница 70
< 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

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


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

 

 

Реклама
хранение вещей вывоз
ремонт холодильников либхер в королеве
набор бокалов для виски
дачная пластиковая мебель купить

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
(06.12.2016)