химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

. Но функция R2S, даваемая формулой (3.37), отличается от истинных 25-волновых функций, так как она обращается в нуль при г = 0, а для истинных радиальных 25-фуикций это не так. Однако, комбинируя слейтеровские орбиНаилучшие атомные орбитальные экспоненты ? для свободных атомов, фигурирующие в выражении (3,35) [1]

Элемент и 23 2р

Н 1,0

Не 1,6875 — —

Li 2,6906 0,6396 —

Be 3,6848 0,9560 —

В 4,6795 1,2881 1,2107

С 5,6727 1,6083 1,5679

N 6,6651 1,9237 1,9170

О 7,6579 2,2458 2,2266

F 8,6501 2,5638 2,5500

Ne 9,6421 2,8792 2,8792

тали, нетрудно образовать функцию, которая имеет качественно верное поведение. Например, для положительных k функция

kRu - #2s = k ехр (- &г) - г ехр (- &г) (3,38)

положительна при г = 0, имеет узел при некотором конечном значении г и спадает экспоненциально при г^ОО, т. е. она ведет себя так же, как 2я-орбитали на рис. 3.4 и 3.8.

Более точные представления атомных орбиталей можно получить, комбинируя еще большее число функций типа (3.36); стандартные наборы таких функций были опубликованы.

3.5. Энергия атомных орбиталей

Конец XIX в. был периодом усиленной активности в исследовании дискретных длин волн света, испускаемого возбужденными атомами. Полученные данные были систематизированы на основе боровской теории квантованных уровней энергии атома, но первый важный шаг в этом направлении был сделан Бальмером, Ридбергом, Ритцем и др.

В 1855 г. Бальмер нашел, что длины волн спектральных линий, испускаемых атомами водорода, и наблюдаемых также в спектрах Солнца и звезд, описываются общей формулой

* L «1 ч J

где П] и п2 — целые числа. Принимая п\ = 2 и п2 = 3, 4, 5, ... для первого, второго, третьего и т. д. членов серий, удалось воспроизвести с высокой точностью длины волн всех известных в то время линий. Значение R, позднее названное постоянной Рид-берга, равно 10 967 800 м-1.

Выражение (3.39) впоследствии было обобщено Ридбергом и Ритцем для описания спектральных линий других атомов. Ритц, в частности, предположил, что, по-видимому, существуют другие серии водородных линий, для которых целая величина П\ принимает значения 1, 2, 3 и т. д. Последующие наблюдения спектральных линий в далекой ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра подтвердили это предположение.

Предсказание новых спектральных линий при помощи выражения (3.39) основано на комбинационном принципе Ритца. Так как выражение (3.39) является разностью двух величин R/n2 и R/n2, то исходя из одной серии R/n2 и беря соответствующие разности, можно получить много спектральных серий. Так, взяв k значений числа п, можно построить k(k—\)/2 комбинационных разностей. Принцип Ритца важен тем, что он

позволяет систематизировать атомные спектральные данные и в действительности применим во всех областях спектроскопии.

hcR

В выражении (3.39) на основании формулы Планка — Эйнштейна (2.1) можно перейти к энергетическим единицам:

he

(3.40)

Применим теперь к процессу испускания фотона закон сохранения энергии, согласно которому энергия испущенного фотона /iv должна быть в точности равна энергии, потерянной атомом. Из решений уравнения Шрёдингера найдем уровни энергии атома и, пользуясь комбинационным принципом Ритца, получим искомые частоты переходов, взяв, согласно формуле (3.40), разности этих уровней энергии.

Решение уравнения Шрёдингера для атома водорода приводит к уровням энергии, которые даются выражением (в единицах СИ)

V 8А 8q ) тс

Заметим, что это выражение зависит от главного квантового числа я, но не зависит от /. Вырождение всех m уровней для данных п, I уже было отмечено ранее как общее свойство всех атомов, обусловленное отсутствием выделенных направлений осей в пространстве. Вырождение по / для данного п представляется удивительным, и, действительно, это свойство лишь атома водорода пли других одноэлектронных систем, таких, как Не+, Li2+ и т. д.

Выражение (3.41) нетрудно проверить для случая ls-орби-талей, подставляя волновую функцию ф = ехр(—г/а0), а0 = := h2Eo/nme2 в уравнение (3.10) и дифференцируя; поскольку, ф не зависит от # и ф, производные по ним равны нулю.

Применяя комбинационный принцип Ритца к энергиям, определяемым формулой (3.41), получим, что при переходе атома водорода из состояния с п — п2 в состояние с п = п\ изменение энергии равно

Ш2г1 У п] п] ]

Сравнение с формулой (3.40) показывает, что выражение (3.42) согласуется с экспериментом, если постоянная Ридберга равна

Подставляя в это выражение значения соответствующих постоянных в единицах СИ, получим значение постоянной Рид-берга, совпадающее с приведенным выше экспериментальным значением.

Для атомов с более чем одним электроном орбитальные энергии зависят как от /, так и от п, хотя здесь нет простой связи между энергией и этими двумя квантовыми числами. Для одного и того же значения п энергия увеличивается с ростом /. Объяснение заключается в том, что с ростом / орбиталь все менее проникает в область вблизи ядра, так что эффективный экранированный заряд ядра, действующий н

страница 19
< 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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
ремонт холодильника vestfrost в москве
таблички для кафе прикольные
металлические шкафчики
порядок регистрации рекламы вкрасногорске

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
(23.04.2017)