химический каталог




Органическая химия. Часть 1

Автор О.А.Реутов, А.Л.Курц, К.П.Бутин

найти электрон на разных расстояниях от ядра. При других значениях А критерий полной вероятности не соблюдается и эти решения уравнения Шредингера неприемлемы. Если эти решения неприемлемы, их отбрасывают и тогда в уравнении Шредингера полная энергия ? электрона в атоме водорода не может иметь

(

значения, соответствующие этим неприемлемым решениям. Так мы приходим к квантованию и теперь должны заявить, что возможны только некоторые значения энергии электрона в атоме водорода, поскольку другие значения соответствуют неверным свойствам распределения электрона в пространстве.

1.4. Атомные орбитали

1.4.1. ОРБИТАЛИ АТОМА ВОДОРОДА

Когда рассматриваются волновые функции для электронов в отдельных атомах, эти функции называют атомными орбита-лямй (сокращенно АО). Экспериментальные доказательства существования атомных орбиталей можно получить из атомных спектров. Например, при электрическом разряде в газообразном водороде молекулы На диссоциируют на атомы, а атомы испускают свет строго определенных частот, которые группируются сериями: в видимой области (так называемая серия Бальмера), ультрафиолетовой (серии Лаймана), инфракрасной (серия Пашена). Еще в доквантовый период было замечено, что все серии удовлетворяют простому уравнению lA=i?(l/nf— 1/гф, в котором Я —длина волны испускаемого света, R — постоянная Ридберга, п\ и п2 — целые положительные числа. Для серии Лаймана я, — 1, для серии Бальмера п,=2, для серии Пашена rti—3 (/i| относится к первой линия серии). Для других линий в каждой серия n2=rti + l (для второй), /12=Л1 + 2 (для третьей), п2=п1 + 3 (для четвертой) и т.д. Таким образом, налицо явный признак квантования частоты испускаемого света.

Атом водорода трехмерен, поэтому уравнение Шредингера должно включать кинетическую энергию во всех трех измерениях и будет иметь несколько более сложный вид, чем представленное в разделе 1.1 этой главы уравнение для одномерного движения. При его решении с наложением граничных условий, которые вытекают из вероятностной интерпретации волновой функции, были получены следующие выводы.

1. Необходимо принять, что существуют три безразмерных квантовых числа, которые обозначают символами п, I и т. Появление квантового числа п вызвано тем, что электрон может менять свое расстояние от ядра. Квантовые числа I и т связаны с угловым моментом количества движения электрона, который может вращаться вокруг ядра в трех измерениях. Число I характеризует величину углового момента, а число т — ориентацию углового момента в пространстве, так как угловой момент — векторная величина. Допустимыми значениями квантовых чисел, которые вытекают из граничных условий, являются п=1, 2, 3 ...;

—I.

г = 0, 1, 2... (я— 1); т = 1,(1-\), (1—2). .

2 Энергия электрона, вообще говоря, должна зависеть от всех'трех квантовых чисел, или, по крайней мере, от двух, однако уникальной особенностью атома водорода (но не других атомов) является то, что энергия электрона зависит только б* п. По этой причине п называется главным квантовым числом. (Так, для я=3 / может принимать значения 0, 1 и 2, но энергия электрона остается постоянной.) Разрешенными энергиями будут энергии, имеющие вид E„=R/n?.

Спектр атомарного водорода теперь можно объяснить, предположив, что, как только электрон переходит из состояния с главным квантовым числом щ и энергией RJnj* в состояние с главным квантовым числом П\ и энергией Rlri\*, он излучает разность энергий в виде фотона с энергией ftv и частотой v. Согласно закону сохранения энергии, hv=Rln^—R/n^, что в точности соответствует экспериментальным наблюдениям.

Атомные орбитали атома водорода имеют очень важное значение, так как оки показывают, как распределен электрон (или электронная плотность) в пространстве. Амплитуда АО -ij>(f) различна в разных местах пространства, а вероятность нахождения электрона в некоторой бесконечно малой области dt вокруг точки г составляет l-ф [г) ]2dt. Пространственное распределение электрона можно изобразить путем указания величины (ф(г)]2 с помощью разной плотности штриховки на диаграмме. Распределение плотности в некоторых АО водоро" да представлено на рис. 1.1.

Орбиталь основного состояния атома водорода очень проста: она сферически симметрична и ее плотность экспоненциально спадает по мере удаления от ядра (с. 14). Следовательно, наиболее вероятно найти электрон около ядра, где ijj и, таким образом, tp2 максимальны. Это согласуется с представлением, что электрон для достижения наименьшей потенциальной энергии, должен стремиться к ядру. Однако орбиталь не совсем «прижата» к ядру, а распространяется и на области, достаточно удаленные от него. Такая ситуация возникает вследствие того, что большое значение имеет не только потенциальная, но и кинетическая энергия электрона. Последнюю нельзя представить как кинетическую энергию движения по орбите вокруг ядра, которая приводит к появлению центробежной силы, удерживающей электрон вдали от ядра, поскольку угловой момент электрона в основном состоянии атома водорода равен нулю. (Пр

страница 7
< 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

Скачать книгу "Органическая химия. Часть 1" (12.07Mb)


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

 

 

Реклама
индивидуальное хранение вещей.
прикольные подарки на нг
курсы маникюра и наращивания ногтей
шкаф для мастерской

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
(02.12.2016)