Содержание
- 2. Лекция 7. Квантовомеханическая модель атома водорода План лекции 7.1. Квантование энергии. Главное квантовое число. 7.2. Распределение
- 3. 7.1. Квантование энергии. Главное квантовое число С точки зрения квантовой механики, электрон в атоме водорода находится
- 4. U r E1 E2 E3 Потенциальная яма для электрона в атоме водорода Е – полная энергия
- 5. Уравнение Шредингера для стационарных состояний имеет вид: Электрон находится в центральном, сферически симметричном электрическом поле, поэтому
- 6. r x у z Сферическая система координат
- 7. Уравнение Шредингера в сферических координатах имеет сложный вид, но более простое математическое решение. Е – полная
- 8. При решении уравнения Шредингера в сферических координатах получены следующие результаты: собственные значения полной энергии электрона Е
- 9. Уравнение Шредингера имеет требуемые однозначные конечные и непрерывные решения в следующих случаях: при любых положительных Е;
- 10. Случай Е = 0 соответствует отрыву электрона от атома. 2. Случай E > 0 соответствует свободному
- 11. Однако в квантовой механике данные значения энергии получаются как следствие основных положений этой науки, т.е. решения
- 12. Главное квантовое число: - принимает целочисленные значения: n = 1, 2, 3, … определяет номер стационарных
- 13. Энергетические уровни стационарных состояний атома
- 14. 7.2. Распределение электронного заряда в атоме. Орбитальное квантовое число Рассмотрим собственные волновые функции электрона, которые зависят
- 15. Радиальная часть волновой функции: Угловые части волновой функции: Квадрат модуля волновых функций определяет вероятность обнаружения электрона
- 16. Эта вероятность различна в разных частях объёма атома. Заряд электрона «размазан» по всему объёму атома, образуя
- 17. Для стационарных состояний атома волновые функции также зависят от расстояния r электрона от ядра атома. Существует
- 18. Радиальная часть волновой функции (форма орбитали) зависят от двух квантовых чисел: n, l. Орбитальное квантовое число
- 19. При условии n = 1, 2, 3… и l = 0 форма электронного облака обладает сферической
- 20. Сферическая форма электронного облака n = 1, l = 0 Вероятность обнаружить электрон на расстояниях, как
- 21. Зависимость плотности вероятности от расстояния электрона от ядра атома (n = 1, l = 0) r1
- 22. В состоянии с квантовыми числами n = 2 и l = 0 максимальная вероятность приходится на
- 23. Распределение вероятности обнаружения электрона в атоме водорода в состояниях 1s и 2s
- 24. Для р -, d -, f - состояний плотность электронного облака зависит не только от расстояния
- 25. Форма распределения электронного заряда в р- состоянии (n = 2, l = 1) Х У Z
- 26. За радиус атома принято считать расстояние r, на которое приходится 95 % объёмной плотности заряда. Самый
- 27. Таким образом, волновой характер движения электрона приводит к тому, что понятие орбиты теряет классический смысл. Заряд
- 28. Схема энергетических уровней атома водорода с учётом орбитального квантового числа Е 0 Е1 Е2 Е3 n
- 29. 7.3. Квантование орбитального момента импульса. Согласно первому постулату Бора момент импульса электрона (L = mvr) квантуется
- 30. При больших значениях n (l ~n ) обе формулы практически дают одинаковый ответ. Магнитный момент импульса
- 31. Единицей квантования орбитального механического момента импульса L является перечёркнутая постоянная Планка. Единицей квантования орбитального магнитного момента
- 32. 7.4. Пространственное квантование. Магнитное квантовое число Рассмотрим атом, помещённый в магнитное поле. Направления как механического ,
- 33. В магнитном поле проекции указанных векторов могут принимать значения: Здесь m – магнитное квантовое число. Физический
- 34. Магнитное квантовое число принимает целочисленные значения: принимает всего (2l +1) значение при заданном значении орбитального квантового
- 35. Рассмотрим случай, когда l = 2. Магнитное число примет всего (2l +1) = 5 значений. Значит
- 36. Проекции механического момента 0 Н
- 37. Проекции магнитного момента H 0
- 38. Тонкое расщепление энергетических уровней (с учётом магнитного квантового числа) Е 0 Е1 Е2 Е3 n l
- 39. 7.5. Квантование собственного момента импульса. Спиновое квантовое число В 1925 году американские физики Уленбек и Гоудсмит
- 40. По современным представлениям всем элементарным частицам природы (микрочастицам) приписывают наличие спина. Спин: следует считать внутренним свойством,
- 41. Спин: собственный момент импульса частицы; - имеет одно единственное значение: .. S – спиновое квантовое число.
- 42. К фермионам относятся микрочастицы с полуцелым спином: К ним принадлежат электроны, протоны, нейтроны и другие элементарные
- 43. Для электрона: Собственный механический момент импульса электрона имеет одно единственное значение:
- 44. Собственные магнитный и механический моменты электрона связаны соотношением: Тогда для собственного магнитного момента имеем:
- 45. Таким образом, спиновой (собственный) механический момент импульса электрона: Спиновой (собственный) магнитный момент электрона:
- 46. В пространстве спин электрона на направление внешнего магнитного поля принимает только две проекции.
- 47. В пространстве спиновой магнитный момент электрона на направление внешнего магнитного поля принимает только две проекции.
- 48. Н Проекции спинового механического момента (спина) Проекции спинового магнитного момента 0 Н 0
- 49. Сверхтонкое расщепление энергетических уровней (с учётом спинового квантового числа) Е 0 Е1 Е2 Е3 n l
- 50. Число возможных энергетических состояний атома ( с учётом всех четырёх квантовых чисел) где n – главное
- 51. 7.6. Энергетический спектр атома водорода Значения полной энергии электрона в атоме водорода зависят от всех четырёх
- 52. Главное квантовое число определяет энергию стационарных состояний: . Принято говорить, что энергетические уровни с данным числом
- 53. Энергетические уровни стационарных состояний атома
- 54. Расщепление уровней по орбитальному квантовому числу Е 0 Е1 Е2 Е3 n l 1 2 3
- 55. Расщепление энергетических уровней по магнитному квантовому числу происходит в магнитном поле и названо тонким расщеплением. Такое
- 56. Тонкое расщепление энергетических уровней (атом в магнитном поле) Е 0 Е1 Е2 Е3 n l 1
- 57. С учётом трёх квантовых чисел уровень с заданным числом n расщепляется на n2 подуровней. Число возможных
- 58. Кратность тонкого вырождения уровней: первого: n = 1 равна 1; второго: n = 2 равна 4;
- 59. Сверхтонким называется расщепление энергетических уровней по спиновому квантовому числу. Оно было обнаружено П. Зееманом в слабых
- 60. Сверхтонкое расщепление энергетических уровней (с учётом спинового квантового числа) Е 0 Е1 Е2 Е3 n l
- 61. С учётом всех четырёх квантовых чисел число возможных энергетических состояний электрона в атоме водорода и любом
- 63. Скачать презентацию