химический каталог




Теория строения молекул

Автор В.И.Минкин Б.Я.Симкин Р.М.Миняев

оболочек Is1, Is1 атома Be и ls1ls12p63s1 атома Mg, а также большая устойчивость конфигураций с максимальной мультиплетностью: lj22»22p3 атома N и ls12s12p63s22pi атома Р в соответствии с правилом Хунда.

Сродством к электрону атома X (Ах) называют энергию, которая выделяется при присоединении к нейтральному атому X электрона с образованием отрицательного иона, т. е.

Х+е'-*Х~ +АХ. (3.56)

Экспериментальные методы определения сродства к электрону весьма сложны, поэтому значения Ах определены не для всех элементов таблицы Д. И. Менделеева. Впрочем, и расчет этого свойства представляет сложную задачу, хотя формальная схема проста: требуется взять разность энергий нейтрального атома и отрицательного иона. Расчет энергии последнего вносит основную ошибку. Так, например, для атомов галогенов имеем: <4р(эксп) = 3,45 эВ,

/«Р(расч.)=1,36 эВ; Ла(эксп.) = 3,61 эВ; Аа(расч.)=2,58 эВ;

АЪг(эксп.) = 3,36 эВ; ЛВг(расч.)=2,58 эВ. Для более точного расчета

сродства к электрону следует использовать более строгие теории, выходящие за рамки приближения метода Хартри—Фока.

В атомах с не полностью заполненными оболочками имеются уже несколько вариантов записи определителей Слэтера электронных конфигураций. Например, для атома углерода возникают следующие конфигурации:

[Hi Ш

н 11 Ш ?•

Часть этих конфигураций может иметь одинаковую энергию, образуя вырожденный набор состояний. Конфигурация с наименьшей энергией соответствует основному состоянию атома, остальные конфигурации относятся к возбужденным состояниям. Расчет энергии каждой конфигурации можно произвести с помощью метода Слэтера. Например, для конфигураций а, б и в атома углерода слэтеровские детерминанты принимают соответственно следующий вид:

4>a = \lsa\sp2sa2sp2pta, 2pJ\,

4'6 = \\sa\sp2sa2sp2pxa 2pJ\, (3.57)

Ч", = 11 sa 1 sfi 2sa 2s/12pxa 2pta\.

Функция из (3.57), для которой средняя энергия атома углерода, вычисленная согласно (1.34), имеет наименьшее значение, определяет электронную конфигурацию основного состояния. При этом необходимо следить, чтобы используемые функции были собственными функциями операторов §2 и L2 (см. разд. 3.6 и 3.7). Расчеты такого типа достаточно трудоемки, однако они выполнены в настоящее время для всех наиболее существенных электронных конфигураций атомов периодической системы, в том числе и для еще не синтезированных сверхтяжелых элементов. Анализ этих результатов позволяет перейти к формулировке квантовых чисел многоэлектронных атомов.

3.6.1. Полные орбитальные н спиновые квантовые числа

3.6. КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА МНОГОЭЛЕКТРОННОГО АТОМА

В случае замкнутой электронной оболочки существует единственный способ размещения электронов по орбиталям, например для атома Ne:

(ТТ

и till lit 11

При сильном межэлектронном взаимодействии, превышающем энергию спин-орбитального взаимодействия (см. разд. 3.6.2), квантовые числа отдельных электронов теряют физический смысл из-за их неразличимости, т. е. нельзя каждому электрону приписать собственный угловой и спиновый моменты. Имеет смысл в этом случае говорить лишь о полных орбитальном и спиновом моментах совокупности электронов. Для них действительны следующие соотношения:

75

74

\t\ = jL(L+\)h, \§\ = y/S(S+\)h, (3-58)

где L и 5 ?— соответственно полное орбитальное и полное спиновое квантовые числа.

(3.59)

Полное орбитальное квантовое число L определяется через значения орбитальных квантовых чисел /, отдельных электронов. L может принимать только целые положительные значения и значение, , равное нулю. Замкнутые оболочки s2, рь, d10 и т. д. имеют полный момент L, равный нулю, и для вычисления L различных электронных систем необходимо рассматривать электроны только в незаполненных оболочках. Для двух электронов с орбитальными квантовыми числами /, и /2 квантовое число L принимает значения

Wi+U + |7,-/2+lJ,|/,-/2|,

(или 0),

(3.61)

1

2 2 2

где N — число электронов в незамкнутой оболочке.

В зависимости от того, является ли N четным или нечетным, значения 5 (3.61) соответственно будут целыми или полуцелыми.

Аналогично проекциям орбитального т и спинового rt)s моментов электрона в водородоподобном атоме для многоэлектронных систем вводятся проекции полного орбитального ML и полного

спинового Ms моментов, которые могут принимать дискретный ряд значений:

ML=L, L— 1, — L+l, —L, всего 2L+1 значений;

(3.62)

MS=S, 5-1, .., -5+1, -5, всего 25+1 значений.

всего 2/г + 1 значение при /2 < /, или 2/, + 1 при < /2.

Если имеется три электрона с /,^0, то сложение моментов может

быть произведено последовательным сложением вначале /, для двух

электронов и потом сложением каждого из полученных значений результирующего L с /э. Например, для двух /^-электронов с /, = /2 = 1

L может принимать значения 2, 1 и 0; для двух р- и rf-электронов с/, = 1и/2 = 2 L = 3, 2, 1.

В общем случае, когда число электронов в незамкнутых оболочках больше двух, сначала находят результирующий орбитальный момент каждой оболочки и зат

страница 20
< 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

Скачать книгу "Теория строения молекул" (9.26Mb)


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

 

 

Реклама
кровать со спальным местом 140x200
ремонт компрессора чиллера цена
стул лабораторный зеленый 450 х 400 мм
оформление продуктового магазина внутри

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
(28.06.2017)