Водородоподобные системы в квантовой механике. Многоэлектронные атомы

Содержание

Слайд 2

1. Квантовомеханическая картина строения атома Согласно квантовой механике, не существует определенных

1. Квантовомеханическая картина строения атома
Согласно квантовой механике, не существует определенных круговых

орбит электронов.
В силу волновой природы электрон «размазан» в пространстве, подобно «облаку» отрицательного заряда.
Для основного состояния атома можно вычислить:

где Ψ(r) – волновая функция положения, зависящая от расстояния r до центра;
r1 - радиус первой боровской орбиты.

Слайд 3

Электронное облако в основном состоянии водорода сферически-симметрично Электронное облако грубо характеризует

Электронное облако в основном состоянии водорода сферически-симметрично

Электронное облако грубо характеризует

«размеры» атома
Квантовая механика утверждает, что основная часть атома не представляет собой пустое пространство.
Т.к. Ψ→0 только при r→∞, мы заключаем, что и во вселенной не существует в подлинном смысле пустого пространства
Слайд 4

Электронное облако можно интерпретировать как с корпускулярной, так и с волновой

Электронное облако можно интерпретировать как с корпускулярной, так и с волновой

точки зрения.
Размытое в пространстве облако является результатом волновой природы электронов.
Электронное облако можно интерпретировать как распределение вероятностей для данной частицы.
Если измерить положение электрона 1000 раз, то большинство результатов измерений соответствовало бы точкам, в которых вероятность велика, хотя электрон случайно может оказаться и там, где вероятность мала.
Слайд 5

Не возможно предсказать траектории, по которым будет двигаться электрон Можно вычислить

Не возможно предсказать траектории, по которым будет двигаться электрон
Можно вычислить вероятность

обнаружить электрон в различных точках.
Слайд 6

Потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром, обладающим зарядом Ze (для атома

Потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром, обладающим зарядом Ze (для атома

водорода Z=1)
где r – расстояние между электроном и ядром.
Слайд 7

Состояние электрона в атоме водорода описывается волновой функцией Ψ, удовлетворяющей стационарному

Состояние электрона в атоме водорода описывается волновой функцией Ψ, удовлетворяющей стационарному

уравнению Шредингера:

E – полная энергия электрона в атоме.

- потенциальная энергия

Уравнение имеет решение, удовлетворяющее однозначности, конечности и непрерывности волновой функции Ψ, только при собственных значениях энергии:

где n = 1, 2, 3,…, т.е. дискретного набора отрицательных значений энергии.

Слайд 8

Решение уравнения Шредингера для атома водорода приводит к появлению дискретных энергетических

Решение уравнения Шредингера для атома водорода приводит к появлению дискретных энергетических

уровней:
При E<0 движение электрона является связанным – он находится внутри гиперболической «потенциальной ямы». Самый низкий уровень E1, отвечающий минимальной возможной энергии – основной, все остальные En > E1, (n = 2, 3, 4,…) – возбужденные.
При E > 0 движение электрона становится свободным; область E > 0 соответствует ионизированному атому.


Слайд 9

Итак, если Бору пришлось вводить дополнительные гипотезы (постулаты), то в квантовой

Итак, если Бору пришлось вводить дополнительные гипотезы (постулаты), то в квантовой

механике дискретные значения энергии, являясь следствием самой теории, вытекают непосредственно из решения уравнения Шредингера:
Слайд 10

Квантовые числа В квантовой механике доказывается, что уравнению Шредингера удовлетворяют собственные

Квантовые числа
В квантовой механике доказывается, что уравнению Шредингера удовлетворяют собственные функции

, определяемые тремя квантовыми числами:
главным n,
орбитальным l
магнитным m.
Главное квантовое число n, определяет энергетические уровни электрона в атоме и может принимать любые целочисленные значения начиная с единицы (n=1,2,3,…).
Слайд 11

Главное квантовое число n характеризует расстояние электрона от ядра – радиус

Главное квантовое число n характеризует расстояние электрона от ядра – радиус

орбиты.
В атомной физике состояния электрона, соответствующие главному квантовому числу n, (n = 1, 2, 3, 4,…) принято обозначать буквами K, L, M, N,….


Слайд 12

Состояния, соответствующие орбитальному числу l = 0, 1, 2, 3,…, также

Состояния, соответствующие орбитальному числу l = 0, 1, 2, 3,…, также

обозначаются буквами s, p, d, f,….

Орбитальное квантовое число
l = 0, 1, 2,...n – 1
характеризует эллиптичность орбиты электрона и определяет момент импульса электрона L

sharp, principal,
diffuse, fundamental

Слайд 13

Квадрат модуля функции характеризует вероятность найти электрон в заданной точке. Область

Квадрат модуля функции характеризует вероятность найти электрон в заданной точке.


Область пространства, в которой высока вероятность обнаружить электрон (не менее 0,95), называют орбиталью.
Слайд 14

Слайд 15

Орбитали часто называют подоболочками оболочек, поскольку они характеризуют формы разных орбит,

Орбитали часто называют подоболочками оболочек, поскольку они характеризуют формы разных орбит,

на которых можно обнаружить электроны, находящиеся в одной оболочке (при заданном квантовом числе n).
Решая уравнения Шредингера для атома можно получить выражения для энергии, момента импульса и других динамических переменных электрона без привлечения каких-либо постулатов.
Слайд 16

Для электрона в потенциальном поле Стационарное уравнение Шредингера Уравнение имеет решение

Для электрона в потенциальном поле
Стационарное уравнение Шредингера

Уравнение имеет решение при всех

значениях E > 0, это соответствует свободному электрону:
При Е < 0
где n = 1, 2, 3…, т.е. энергия принимает дискретные значения.
Слайд 17

В квантовой механике широко используется понятие – оператор. Под оператором понимают

В квантовой механике широко используется понятие – оператор. Под оператором понимают

правило, посредством которого одной функции φ сопоставляется другая функция f т е.

– символ обозначения оператора.

Есть операторы импульса, момента импульса и т.д.

– оператор скорости;

– ускорения.

Если S – путь, то

– скорость и т.д.

Слайд 18

С помощью оператора стационарное уравнение Шредингера можно записать в виде Здесь

С помощью оператора стационарное уравнение Шредингера можно записать в виде

Здесь

–

оператор энергии.

Это традиционный вид записи уравнения Шредингера.

Слайд 19

и три оператора проекций момента импульса на оси координат Воздействуя на


и три оператора проекций момента импульса на оси координат

Воздействуя

на Ψ – функцию оператором момента импульса (движение электрона вокруг ядра осуществляется по криволинейной траектории) можно получить выражение для момента импульса.
Для момента импульса в квантовой механике вводятся четыре оператора: оператор квадрата момента импульса
Слайд 20

Собственное значение орбитального момента импульса электрона Le l – орбитальное квантовое

Собственное значение орбитального момента импульса электрона Le

l – орбитальное квантовое

число (l = 0, 1, 2,… n – 1)
Из этого выражения видно, что момент импульса электрона в атоме тоже квантуется.

Уравнение для момента импульса электрона.

Слайд 21

2. Пространственное квантование (магнитное квантовое число) Известно, что орбитальный момент импульса

2. Пространственное квантование
(магнитное квантовое число)
Известно, что орбитальный момент импульса электрона и

пропорциональный ему магнитный момент ориентированы перпендикулярно плоскости орбиты электрона и противоположно направлены.
Слайд 22

Между и существует связь – орбитальное гиромагнитное отношение.

Между и

существует связь

– орбитальное гиромагнитное отношение.

Слайд 23

Для задания ориентации L и Pm должно быть выбрано некоторое направление

Для задания ориентации L и Pm должно быть выбрано некоторое

направление в пространстве.
За указанное направление выбирается направление внешнего магнитного поля

В классической физике представлялось само собой разумеющимся, что вектор орбитального момента импульса электрона L (или магнитного момента Pm) может быть ориентирован относительно выбранного направления произвольным образом, т.е. плоскость Боровских орбит тоже может быть ориентирована произвольно.

Слайд 24

В квантовой механике строго доказывается (это следует из решения уравнения Шредингера),

В квантовой механике строго доказывается (это следует из решения уравнения Шредингера),

что проекция (Lz) вектора L на направление внешнего поля (z) может принимать лишь целочисленные значения кратные ħ

m = 0, ±1, ±2,…±l – магнитное квантовое число.
l – орбитальное квантовое число,

Таким образом, L может принимать (2l + 1) ориентаций в пространстве.

Слайд 25

Таким образом, пространственное квантование приводит к «расщеплению» энергетических уровней на ряд

Таким образом, пространственное квантование приводит к «расщеплению» энергетических уровней на ряд

подуровней.

Возможные ориентации вектора в состояниях s, p, d.

Слайд 26

Расщепление энергетических уровней в магнитном поле было обнаружено в 1896 г.

Расщепление энергетических уровней в магнитном поле было обнаружено в 1896

г. голландским физиком П. Зееманом и получило название эффекта Зеемана.
Расщепление уровней энергии во внешнем электрическом поле тоже доказано экспериментально и называется эффектом Штарка.


Слайд 27

Эффект Зеемана В магнитном поле P - S переход Триплет линий

Эффект Зеемана

В магнитном
поле

P - S переход

Триплет линий

Слайд 28

Вектор индукции магнитного поля В Возможные ориентации вектора орбитального магнитного момента

Вектор индукции магнитного поля В

Возможные ориентации вектора орбитального магнитного момента

(для

орбиты с l = 1 ).
Слайд 29

3. Опыт Штерна и Герлаха В 1922 году Штерн и Герлах

3. Опыт Штерна и Герлаха
В 1922 году Штерн и Герлах поставили

опыты, целью которых было измерение магнитных моментов Pm атомов различных химических элементов.
Для химических элементов, образующих первую группу таблицы Менделеева и имеющих один валентный электрон, магнитный момент атома равен магнитному моменту валентного электрона, т. е. одного электрона.
Слайд 30

Идея опыта заключалась в измерении силы, действующей на атом в сильно

Идея опыта заключалась в измерении силы, действующей на атом в сильно

- неоднородном магнитном поле.
Неоднородность магнитного поля должна быть такова, чтобы она сказывалась на расстояниях порядка размера атома. Только при этом можно было получить силу, действующую на каждый атом в отдельности.
Слайд 31

В колбе вакуум 10–5 мм. рт. ст., К – серебреный шарик,

В колбе вакуум 10–5 мм. рт. ст., К – серебреный шарик,

который нагревался до температуры испарения.
Атомы серебра летели с тепловой скоростью около 100 м/с

Рисунок 5


В – щелевые диафрагмы А – фотопластинка.

Слайд 32

Если бы момент импульса атома (и его магнитный момент ) мог

Если бы момент импульса атома (и его магнитный момент ) мог

принимать произвольные ориентации в пространстве, т.е. в магнитном поле, то можно было ожидать непрерывного распределения попаданий атомов серебра на фотопластинку с большой плотностью попаданий в середине.
Но на опыте были получены совершенно неожиданные результаты: на фотопластинке получились две резкие полосы – все атомы отклонялись в магнитном поле двояким образом, соответствующим лишь двум возможным ориентациям магнитного момента.
Слайд 33

Этим доказывался квантовый характер магнитных моментов электронов. Количественный анализ показал, что

Этим доказывался квантовый характер магнитных моментов электронов.
Количественный анализ показал, что

проекция магнитного момента электрона равна
– магнетон Бора
Т.е. для серебра Штерн и Герлах получили, что проекция магнитного момента атома (электрона) на направление магнитного поля численно равна магнетону Бора.


Слайд 34

Опыты Штерна и Герлаха не только подтвердили пространственное квантование моментов импульсов

Опыты Штерна и Герлаха не только подтвердили пространственное квантование моментов импульсов

в магнитном поле, но и дали экспериментальное подтверждение тому, что магнитные моменты электронов тоже состоят из некоторого числа «элементарных моментов», т.е. имеют дискретную природу.
Единицей измерения магнитных моментов электронов и атомов является магнетон Бора (ħ – единица измерения механического момента импульса).
Слайд 35

Кроме того, в этих опытах было обнаружено новое явление. Валентный электрон

Кроме того, в этих опытах было обнаружено новое явление. Валентный электрон

в основном состоянии атома серебра имеет орбитальное квантовое число l = 0 (s – состояние). Но при l = 0,

(проекция момента импульса на направление внешнего поля равна нулю).
Возник вопрос, пространственное квантование какого момента импульса обнаружилось в этих опытах и проекция какого магнитного момента равна магнетону Бора?

Слайд 36

В 1925 г. студенты Геттингенского университета Гаудсмит и Уленбек предложили существование

В 1925 г. студенты Геттингенского университета Гаудсмит и Уленбек предложили существование

собственного механического момента импульса у электрона S (спина) и, соответственно, собственного магнитного момента электрона mS.
Введение понятия спина сразу объяснило ряд затруднений, имевшихся к тому времени в квантовой механике и в первую очередь, результатов опытов Штерна и Герлаха.


Слайд 37

Спин электрона S Собственный магнитный момент электрона

Спин электрона S

Собственный магнитный момент электрона

Слайд 38

S –спиновое квантовое число. Авторы дали такое толкование спина: электрон вращающийся

S –спиновое квантовое число.

Авторы дали такое толкование спина: электрон вращающийся волчок.


Но тогда следует, что «поверхность» волчка (электрона) должна вращаться с линейной скоростью равной 300с, где с – скорость света.
Спин, как заряд и масса есть свойство электрона.
П. Дирак впоследствии показал, что существование спина вытекает из решения релятивистского волнового уравнения Шредингера.
Из общих выводов квантовой механики следует, что спин
Слайд 39

Аналогично, проекция спина на ось z (LSz) (ось z совпадает с

Аналогично, проекция спина на ось z (LSz) (ось z совпадает с

направлением внешнего магнитного поля) должна быть квантована и вектор LSz может иметь (2S + 1) различных ориентаций в магнитном поле.
Из опытов Штерна и Герлаха следует, что таких ориентаций всего две:
2S + 1 = 2, а значит
S = 1/2.
Слайд 40

Для атомов первой группы, валентный электрон которых находится в s –

Для атомов первой группы, валентный электрон которых находится в s –

состоянии (l = 0) момент импульса атома равен спину валентного электрона.
Поэтому обнаруженное для таких атомов пространственное квантование момента импульса в магнитном поле является доказательством наличия у спина лишь двух ориентаций во внешнем поле.
Слайд 41

Численное значение спина электрона По аналогии с пространственным квантованием орбитального момента

Численное значение спина электрона

По аналогии с пространственным квантованием орбитального момента

(L) проекция LSz = mSħ,
Проекция спина на направление внешнего магнитного поля, являясь квантовой величиной, определяется выражением:
где – магнитное спиновое квантовое число и может принимать только два значения.
Слайд 42

Таким образом: 1. Магнитное спиновое квантовое число ms может принимать два

Таким образом:
1. Магнитное спиновое квантовое число ms может принимать два значения.
2.

Спиновое квантовое число S имеет только одно значение S = 1/2.
3. Проекция спинового механического момента импульса на направление внешнего магнитного поля может принимать два значения:
Слайд 43

Проекция магнитного момента электрона на направление внешнего поля: (часто говорят о

Проекция магнитного момента электрона на направление внешнего поля:

(часто говорят о собственном

магнитном моменте электрона)

Отношение

– спиновое гиромагнитное отношение.

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

4. Принципы неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны Пусть квантовомеханическая система

4. Принципы неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны
Пусть квантовомеханическая система

состоит из одинаковых частиц, например электронов. Все электроны имеют одинаковые физические свойства – массу, электрический заряд, спин и другие внутренние характеристики (например, квантовые числа). Такие частицы называют тождественными.
Необходимые свойства системы одинаковых тождественных частиц проявляются в фундаментальном принципе квантовой механики – принципе неразличимости тождественных частиц: невозможно экспериментально различить тождественные частицы.
Слайд 47

Из соотношения неопределенности вытекает, что для микрочастиц вообще не применимо понятие

Из соотношения неопределенности вытекает, что для микрочастиц вообще не применимо понятие

траектории; состояние микрочастицы описывается волновой функцией, позволяющей лишь вычислять вероятность |Ψ|2 нахождения микрочастицы в окрестностях той или иной точки пространства.
Если же волновые функции двух тождественных частиц в пространстве перекрываются, то разговор о том какая частица находится в данной области, вообще лишен смысла: можно говорить лишь о вероятности нахождения в данной области одной из тождественных частиц.
Слайд 48

где x1 и x2 – соответственно совокупность пространственных и силовых координат

где x1 и x2 – соответственно совокупность пространственных и силовых координат

первой и второй частиц.
Из этого выражения вытекает, что возможны два случая:

Принимая во внимание физический смысл величины |Ψ|2, принцип неразличимости тождественных частиц можно записать в виде:

Слайд 49

Установлено, частицы с полуцелым спином (например, электроны, нейтроны и протоны) описываются

Установлено, частицы с полуцелым спином (например, электроны, нейтроны и протоны) описываются

антисимметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Ферми-Дирака; эти частицы называются
фермионами.
Частицы с нулевым или целочисленным спином (например, фотоны, π-мезоны) описываются симметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна; эти частицы называются
бозонами.
Слайд 50

ПАУЛИ Вольфганг (1900 – 1958)–немецкийфизик-теоретик. Работы относятся ко многим разделам современной

ПАУЛИ Вольфганг (1900 – 1958)–немецкийфизик-теоретик. Работы относятся ко многим разделам современной

теоретической физики, в развитии которых он принимал непосредственное участие, в частности квантовой механике, квантовой электродинамике, теории относительности, квантовой теории поля, ядерной физике, физике элементарных частиц.
Слайд 51

5. Принципы Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям В. Паули

5. Принципы Паули.
Распределение электронов в атоме по состояниям
В. Паули

сформулировал принцип, согласно которому системы фермионов встречаются в природе только в состояниях, описываемых антисимметричными волновыми функциями (квантовомеханическая формулировка принципа Паули).
В системе одинаковых фермионов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии.
Слайд 52

Состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел: Главного

Состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел:
Главного

n (n = K, L, N , M,…).
Орбитального l (l = s, p, d, f,…),
обычно эти состояния обозначают: 1s, 2d, 3f.
Магнитного m (m = 0, ±1, ±2, … ± l).
Магнитного спинового ms (ms = ±1/2).
Слайд 53

Распределение электронов в атоме происходит по принципу Паули: в одном и

Распределение электронов в атоме происходит по принципу Паули:
в одном

и том же атоме, не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел n, l, m, ms.
Z (n, l, m, ms) = 0 или 1,
где Z (n, l, m, ms) число электронов, находящихся в квантовом состоянии, описываемым набором четырех квантовых чисел: n, l, m, ms.
Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.
Слайд 54

Максимальное число Z2 (n, l, ms) электронов, находящихся в состояниях, описываемых

Максимальное число Z2 (n, l, ms) электронов, находящихся в состояниях, описываемых

набором трех квантовых чисел n, l и m и отличающихся только ориентацией спинов электронов равно:
Z2 (n, l, ms) = 2,
т.к. спиновое квантовое число может принимать лишь два значения 1/2 и – 1/2.
Максимальное число Z3 (n, l) электронов находящихся в состояниях, определяемых двумя квантовыми числами n и l:
Z3 (n, l) = 2(2l + 1).
Слайд 55

Совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то же главное

Совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то же главное

квантовое число n, называется электронной оболочкой или слоем.
В каждой из оболочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l.

Максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых значением главного квантового числа n, равно:

Слайд 56

Область пространства, в которой высока вероятность обнаружить электрон (не менее 0,95),

Область пространства, в которой высока вероятность обнаружить электрон (не менее

0,95), называют подоболочкой или орбиталью.
Основные типы орбиталей обозначают буквами s, p, d, f (от слов sharp, principal, diffuse, fundamental).
Вид двух основных типов орибалей s (она одна), p (их три), по которым размазан электронный заряд, показан на рисунке.
Слайд 57

Таблица 1

Таблица 1

Слайд 58

6. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева В начале XIX в.,

6. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева
В начале XIX в.,

с развитием идей химической атомистики и методов химического анализа, появились первые попытки систематизации элементов по их атомному весу, признанному основной количественной характеристикой элемента.

1817 г. И.В. Дёберейнер
1843 г. Л. Гмелин
1863 г. А. де Шанкуртуа
1864 г. Д. Ньюлендс
1857 – 1868 гг. У. Одлинг
1864 г. Л. Мейер
1869 г. Д.И. Менделеев

Слайд 59

Слайд 60

114 Discovered at JINR in 1999 115 Discovered at JINR in

114
Discovered at JINR in 1999

115
Discovered at JINR in 2003

118
Discovered at JINR in 2001

113
Discovered at JINR

in 2003

116
Discovered at JINR in 2000

Слайд 61

Физический смысл порядкового номера Z элемента периодической системы Менделеева был выяснен

Физический смысл порядкового номера Z элемента периодической системы Менделеева был выяснен

в ядерной модели атома Резерфорда.
Порядковый номер совпадает с числом протонов – положительных элементарных зарядов в ядре.
Химические свойства элементов, их оптические и многие другие физические свойства объясняются поведением внешних электронов, называемых валентными или оптическими электронами.
Слайд 62

Теория периодической системы основывается на следующих положениях: общее число электронов в

Теория периодической системы основывается на следующих положениях:
общее число электронов в

атоме данного химического элемента равно порядковому номеру Z элемента;
состояние электрона в атоме определяется набором его четырех квантовых чисел: n, l, m, ms;
распределение электронов в атоме по энергетическим состояниям удовлетворяет принципу минимума потенциальной энергии: с возрастанием числа электронов каждый следующий электрон должен занять возможные энергетические состояния с наименьшей энергией;
заполнение электронами энергетических уровней в атоме должно проходить в соответствии с принципом Паули.
Слайд 63

Система электронов, построенная на таких основах, должна иметь структуру и число

Система электронов, построенная на таких основах, должна иметь структуру и число

элементов в одном периоде (длину периода), соответствующие таблице:
Слайд 64

Слайд 65

Z = 1 (водород, Н). Единственный электрон атома водорода находится в

Z = 1 (водород, Н).
Единственный электрон атома водорода находится

в состоянии 1s, характеризуемом квантовыми числами n = 1, l = 0, ms = ± 1/2, m = 0 (ориентация его спина произвольна).
Z = 2 (гелий, Не).
Оба электрона атома гелия находятся в состоянии 1s, для атома He записывается 1s2 (для 1s – электрона). На атоме гелия заканчивается заполнение K-оболочки, что соответствует завершению I периода.
Слайд 66

Z = 3 (литий, Li). Третий электрон атома лития, согласно принципу

Z = 3 (литий, Li).
Третий электрон атома лития, согласно

принципу Паули, уже не может разместиться в целиком заполненной K-оболочке и занимает наименьшее энергетическое состояние с n = 2 (L-оболочка), т.е. 2s-остояние. Электронная конфигурация для атома лития: 1s22s1. Атом лития начинает II период периодической системы элементов.
Z = 4 (бериллий, Be).
Четвертым электроном бериллия заканчивается заполнение подоболочки 2s2. У следующих шести элементов от Z = 5 (бор, B) до Z = 10 (неон, Ne) идет заполнение подоболочки 2p. II период периодической системы заканчивается неоном – инертным газом, для которого подоболочка 2p целиком заполнена.
Слайд 67

Z = 11 (натрий, Na). Одиннадцатый элемент натрий размещается в M

Z = 11 (натрий, Na).
Одиннадцатый элемент натрий размещается в

M оболочке (n = 3), занимая состояние 3s. Электронная конфигурация имеет вид: 1s22s22p63s. 3s электрон (как и 2s электрон лития) является валентным электроном, поэтому оптические свойства подобны свойствам лития.
С Z = 12 (магний, Mg)
начинается последовательное заполнение M-оболочек. Z = 18 (аргон, Аr) является химически инертным и завершает III период периодической системы.
Слайд 68

Z = 19 (калий, K). Калий должен был бы занять 3d-состояние

Z = 19 (калий, K).
Калий должен был бы занять

3d-состояние в M-оболочке. Однако и в оптическом, и в химическом отношениях атом калия схож с атомами лития и натрия, которые имеют 3s валентный электрон в s-состоянии. Поэтому единственный валентный электрон калия должен также находиться в s-состоянии, но это может быть только s-состояние новой оболочки (N-оболочки), т.е. заполнение N-оболочки для калия начинается при незаполненной M-оболочке.
Слайд 69

Это означает, что в результате взаимодействия электронов состояния n = 4,

Это означает, что в результате взаимодействия электронов состояния n = 4,

l = 0 имеет меньшую энергию, чем состояние n = 3, l = 2. Спектроскопические и химические свойства Z = 20 (кальция, Ca) показывают, что его двадцатый электрон также находится в 4s-состоянии N-оболочки.
В последующих элементах происходит заполнение M-оболочки (от Sc (Z = 21) до Zn (Z = 30)).
Далее N-оболочка заполяется до Kr (Z = 36), у которого опять-таки, как и в случае с Ne и Ar, s- и p-состояния наружной оболочки заполнены полностью. Криптоном заканчивается N-период.
Слайд 70

Каждую из двух групп элементов – лантаноиды (Z = 57 (лантан,

Каждую из двух групп элементов – лантаноиды (Z = 57 (лантан,

La) до Z = 71 (лютеций, Lu) и актиноиды (от Z = 89 (актиния, Ас) до Z = 103 (лоуренсия, Lr)) – приходится поместить в одну клетку таблицы, т.к. химические свойства элементов в пределах этих групп очень близки.
Это объясняется тем, что для лантаноидов заполнение подоболочки 4f, которая может содержать 14 электронов, начинается лишь после того, как целиком заполнятся подоболочки 5s,5p и 6s. Поэтому для этих элементов внешняя p-оболочка (6s2) оказывается одинаковой.
Аналогично, одинаковой для актиноидов является Q-оболочка (7s2).
- Предыдущая
Динамическая память
Следующая -
Модели атомов. Атом водорода по теории Бора

Похожие презентации

Ударные волны
Презентация по физике "Фитотерапия против радиации" - скачать
Механическое движение (6 класс)
Ядерный магнитный резонанс. (Лекция 8)
Электр зарядының сақталу заңы
Тюнинг тормозной системы легкового автомобиля
Мендель Грегор Иоганн
Влияние магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки
Аналогтық және дискреттік сигналдар. Импульстік және цифрлық сигналдар
Электромагнитные волны
Движение под действием нескольких сил. Алгоритм решения задач
Кинематические точки
Розрахунок опору провідника. Питомий опір речовини. Урок 46
Диагностика и ремонт ТНВД двигателя автомобиля Киа Рио в автосервисе ООО КАРС
Физико-технические основы создания ЭГК для термоэмиссионных ЯЭУ различного назначения
Дисперсия света Урок изучения нового материала 11 класс Учитель физики Тулюпа Ираида Борисовна
Физика твердого тела
Тяговые расчеты при проектировании железной дороги
Тліючий розряд
Элементтердің периодтық жүйесі және оның физикалық түсіндірілуі. Паули принципі. Хунд ережесі
Оптика. ( Источники, отражение и преломление света) Подготовил: Ученик МОУ лицея № 18 Кондратов Алексей
Солнечная батарея
Движение и взаимодействие тел. Взаимодействие тел
Авиационные преобразователи электрической энергии
Військові засоби зарядки акумуляторних батарей. Дизельна зарядна електростанція АЗДС-20-М2. (Тема 3.3)
Строение атома
Типы коробки передач
Ядерное оружие
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть