химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

а электрон, уменьшается. Это иллюстрирует рис. 3.9, где изображен потенциал иона К+, найденный методом ССП, как функция г. Здесь же приведены радиальные электронные плотности r2R2 для во-дородоподобных 35-, Зр- и Зс?-орбиталей. Ясно, что электрон на Зя-орбитали испытывает в среднем наибольшее притяжение к ядру, а электрон на 3^-орбитали — наименьшее.

В следующей главе будет показано, что разность энергий между атомными орбиталями с одним и тем же я, но разными / является одним из важных факторов, определяющих периодическое изменение свойств элементов. Это существенно и для понимания энергий молекулярных орбиталей. Поэтому в табл. 3.3 приведены разности энергий 2s- и 2р-орбиталей для атомов элементов от Li до F. Приведенные значения представляют собой усредненные величины, поскольку истинные энергии зависят от ряда факторов, которые еще не обсуждались.

3.6. Атомные единицы

Наличие большого числа фундаментальных постоянных в формуле (3.41) для орбитальной энергии делает такого рода выражения весьма неудобными. Кроме того, ясно, что техника решения уравнения Шрёдингера никак не связана с конкретными значениями этих величин; так, если бы заряд электрона оказался несколько иным, то это не потребовало бы повторения заново всех расчетов атомных орбиталей. Поэтому в квантовой механике молекул приняты единицы, упрощающие вид соответствующих уравнений. Эти единицы называют атомными единицами (ат. ед.). Они определяются таким образом, чтобы

масса и заряд электрона, а. также ?— и 4яе0 были равны единице. Тогда выражение (3.41) для энергии орбитали водорода принимает вид

ЕП1т = - J^-- (3.44)

Единицу измерения энергии называют хартри (Ен). Она равна 27,21 эВ, или 2626 кДж-моль-1. Единица длины в атомной системе— бор (а0). Она равна 0,5297 А или 0,5299-Ю-10 м. Ее выражение через фундаментальные постоянные в системе СИ имеет вид

<3-45>

Величина а0 равна радиусу ls-орбитали в боровской теории атома водорода; это есть также среднее расстояние электрона от ядра для ls-орбитали водорода. При измерении длины в борах радиальные волновые функции атома водорода (3.28) имеют простой вид в том смысле, что постоянная k, которая входит в показатель экспоненты, принимает значение п~1, где п — главное квантовое число. В атомных единицах уравнение Шрёдингера принимает вид

(- jv2-y)ip-?i|>, (3.46)

Атомные орбитали

49

где V2 представляет собой стандартное обозначение для комбинации частных производных:

(3.47)

Поскольку величину-^-, обычно обозначаемую как приняли равной 1, a h имеет размерность энергия X время, единицей времени будет не секунда, а 2.419-Ю-17 с. За это время электрон на первой боровской орбите атома водорода проходит расстояние в один боровский радиус.

ЛИТЕРАТУРА

I. dementi Е., Raimondi D. Ц J. Chem. Phys., 38, 2686 (1963).

Глава 4

Периодическая система элементов

4.1. Периодическая таблица

Периодическая таблица представляет собой одно из выдающихся систематизирующих достижений в физике. Среди примерно ста элементов есть группы, имеющие очень близкие химические и физические свойства; галогены F, CI, Br, I и щелоч-ные металлы Li, Na, К, Rb, Cs служат типичными примерами таких групп. В середине XIX в. было предпринято много попыток выявить тот признак элементов, на основании которого можно было бы естественным образом распределить их по группам с одинаковыми свойствами. Эта задача была решена Д. И. Менделеевым, указавшим в 1869 г., что физические и химические свойства элементов и их соединений периодически зависят от их атомных весов.

На основе этой классификации Менделеев смог постулировать существование некоторых неизвестных в то время элементов, например Ge, и предсказать их свойства, что подтвердилось впоследствии с замечательной точностью. За исключением замены атомного веса атомным номером (зарядом ядра) в качестве принципа построения и включения новых элементов, современная периодическая таблица по существу та же, что и предложенная Менделеевым. Современная ее форма приведена в виде табл. 4.1. В ней элементы расположены в порядке увеличения атомных номеров слева направо и сверху вниз.

Первое удовлетворительное объяснение периодической таблицы на основе электронной теории атома было дано Бором в 1921 г. Он ввел концепцию, которая теперь известна как принцип заполнения *.

* Немецкое — aufbau, английское — building-up principle, В отечествен-ной литературе иногда также пользуются термином «принцип построения». — [1рим. перев.

Этот принцип утверждает, что электронная структура определенного элемента формируется из электронной структуры предыдущего элемента путем добавления электрона на наинизшую по энергии еще незаполненную орбиталь (или орбиту в теории Бора). Чтобы получить периодичность, Бору понадобилось постулировать, что существует максимальное число электронов,

Таблица 4.1

Периодическая таблица элементов

ПгоЗиьге подгруппы элементов

)a 2u 3b 4b 5b 6b 7b 0

ь H He

ъ

1р Li BE В С N о F Ne

3s Зр Na Mg AI Si P s ci Ar

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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
http://www.prokatmedia.ru/plazma.html
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/shashki-do-45-sm/
такси в москве по безналу
домашний кинотеатр 7 1 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
(23.10.2017)