numere cuantice - studopediya
Descrierea cuantică a electronilor în atom,
Teoria lui Bohr trebuie să calculeze cu exactitate spectrul de frecvență al atomului de hidrogen și celelalte sisteme one electron, adică. E. Ioni cum ar fi heliu, litiu, beriliu.
Cu toate acestea, trecerea la sisteme electronice mai complexe - multi electroni - teoria Bohr a fost insuficientă.
Prin urmare, este nevoie de o teorie mai generală, numită mecanica cuantică. Această teorie descrie comportamentul obiectelor dintr-un microcosmos (de exemplu, electroni).
ani V1923-1927 au formulat principiile de bază ale mecanicii cuantice.
Teoria cuantică are două dispoziții principale.
1. electronul are o natură duală. Ea are proprietățile atât particulelor și valuri simultan. Electron ca o particulă are o masă și sarcină, cu toate acestea, mișcarea de electroni - acest proces val. Electronii este difracție caracteristice fenomenelor de reglare (fluxul de electroni în jurul valorii de obstacole).
2. Poziția unui electron dintr-un atom este incert. Acest lucru se traduce la chaet, este imposibil să se determine simultan și cu acuratețe viteza electronului și coordonatele în spațiu.
Electronice care se mișcă la viteze foarte mari, poate fi în orice parte a spațiului din jurul nucleului, și poziția sa instantanee forma diferită așa-numitul nor-mină de electroni cu densitate neuniforma negativ-negativ-încărcare (imagine). Forma și dimensiunea norului de electroni poate fi diferit în funcție de energia electronilor.
Pentru caracteristicile chimice ale elementului care este determinat de starea de electroni în învelișul de electroni al atomului acesta, precum și pentru a explica legăturile care un atom al elementului pot forma cu alți atomi necesare ști:
- energia electronului în atom (mai precis, energia sistemului, co-statutul acestui electron, alți electroni și nucleu;
- forma datelor nor de electroni generat de electroni.
Stat de un electron dintr-un atom este caracterizat printr-un set de patru numere cuantice.
electroni de energie în atomul alocat niveluri și subnivele CAL-energie Resurse de.
4.2.1. Numărul cuantic principal (n) reprezintă nivelul de energie și determină mărimea norului de electroni, adică, distanța medie a electronului din nucleu ..; Acesta este un număr întreg 1, 2, 3. n, care corespund numărului de AEs energie urs. Cea mai mare n este, cu atât energia electronilor, deci energia minimă corespunde primului nivel (n = 1).
4.2.2 Numărul cuantic orbital sau colaterale (l) caractere zuet subnivel energie determină forma electron-nor; este un număr întreg de la 0 până la (n - 1). Valoarea sa este de obicei notate cu litere:
Numărul de valori posibile de l corespunde numărului de posibile subnivele la acest nivel egal cu numărul de nivel (n).
Când n = 1, l = 0 (valoarea 1)
n = 2, l = 0, 1 (2 valori)
n = 3, l = 0, 1, 2 (3 valori)
n = 4, l = 0, 1, 2, 3 (4 valori)
Energia electronilor la diferite subnivele ale nivelului variază cu l, după cum urmează: fiecare valoare l corespunde o anumită formă de electronice despre lac: s - sferă, p - volumul opt, df - volumetric che tyreh soclu clapă sau o formă mai complexă (figura) .
Tabelul 1.1 - Forma norilor de electroni
Numărul cuantic principal (n)
Valorile posibile ale numărului cuantic orbital (l)
Forma norului de electroni
4.2.3 Numărul cuantic magnetic (ml) caracterizează orientarea-TION norului de electroni într-un câmp magnetic; Ea primește valori întregi-numerice de la - l la + l:
Dacă l = 0 (s-electron) ml poate avea doar o singură valoare (pentru un nor de electroni sferic există doar o singură orientare în spațiu).
Când l = 1 (p-electron) m1 poate lua 3 valori (pot exista trei electroni orientare nor în spațiu).
Când l = 2 (d-electron) valorile posibile 5 ml; (Orientare spațială cu diferite oarecum variate vor IU nor de electroni).
Dacă l = 3 (f-electron) valori posibile de 7 ml (orientare și formă de nor de electroni nu diferă de cea observată în d-electroni).
Electronii având aceleași valori ale lui n, l și ml. locat-dyatsya în același orbital.
Astfel, numărul cuantic magnetic ml poate accepta (+ 1 2l) valori; același obiectiv există în ceea ce privește norul de electroni al orientării nuclee atomice. De exemplu, trei nor p-electron cu ml = -1; 0; 1 sunt dispuse în spațiul perpendicular unul pe altul, așa cum se arată în figura
Investigarea spectrelor atomice a arătat că, în plus față de numerele cuantice n, l. ml. electronul este caracterizat de un alt cuantificată, nu au legătură cu mișcarea electronilor în jurul nucleului, și determină propria sa mișcare. Această valoare se numește numărul cuantic de spin (ms). Un număr cuantic de spin de electroni poate lua două valori: ms = +1/2 și ms = -1/2. Reprezentarea schematică:
Electronii care au aceleași valori ale principalelor și experimental orbitale numerele cuantice magnetice și diferite valori pentru acoperișuri la numărul cuantic de spin, sunt situate pe același nor un electron comun orbital și forma. Acești doi electroni cu spin opus și situate în același orbital, numit asociat. Un electron este nepereche în orbital.
Patru număr n cuantic, l. ml. ms determina în mod unic starea unui electron dintr-un atom.