Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Двойственная природа электрона. Квантовые числа



Развитие представлений о строении атома.

· Капельная модель (пудинг Томсона). В 1902 У.Томсон высказывает предположение, что атом – сгусток материи, внутри которой равномерно распределены электроны. 1904 Д.Томсон дорабатол, тогда же он впервые предположил, заряж. частицы распределены по орбитам и что количество электронов равно половине атомной массы.

· Планетарная (ядерная) модель

Резерфорд брал метал. золот. Пластинку, пропуская через нее α-лучи. Часть лучей проходили спокойно, а 1 из 20 тыс. возвращался назад.

В 1911 году на основании вышесказанного были сделаны следующие выводы:

1. В атоме есть некое препятствие (ядро). Ядро имеет положительный заряд, имеет малые размеры относительно размеров самого атома, масса ядра больше массы α-частицы, вокруг ядра по круговым орбитам вращаются электроны, число которых равно заряду ядра, сила электростатического притяжения между ядром и электронами уравновешена центростремительной силой так, что электроны удерживаются на орбитах, а не падают на ядро. Диаметр ядра . диаметр атома .

Недостатки теории Резерфорда: Несовместимость с законами классической физики. Если электроны движутся вокруг ядра, то их движение ускоренное, и, следовательно они должны были бы терять энергию и падать на ядро. Непрерывное изменение траектории электронов должно способствовать непрерывному изменению частоты излучения.

· Модель Нильса-Бора

1913 г. Квант. теория Планка и теория Резерфорда помогли Нильсу сделать выводы: е может вращаться не по люб. орбитам а по орбитам с опр. радиусом, отвечающим возможному значению энегргии атома. Энергия, выделяемая или поглощаемая при переходе электрона с одной орбиты на другую, равна разности между количеством энергии в основном состояние и возбужденном состояниях.

Недостатки теории Бора: Справедлива только для атома Н и не может объяснить строение сложных атомов. Теория представляла электрон как частицу, обладающую только корпускулярными свойствами. Теория внутренне не логична, так как, с одной стороны, она опирается на теорию классической механики, а с другой стороны, привлекает квантовую теорию. Теория не могла объяснить связь между атомами в молекулах.



Современные представления об атоме:

1897- Томсон доказал наличие е. 1917 –Ми льен измерил заряд е. 1911-Резерфорд открыл протон, 1932- Чедрик нейтрон. Заряд ядра = порядковому номеру элемента. Число нейтронов = A-Z.

 

Двойственная природа электрона. Квантовые числа

Двойственность свойств электрона проявляется в том, что он, с одной стороны, обладает свойствами частицы (имеет определённую массу покоя), а с другой — его движение напоминает волну и может быть описано определённой амплитудой, длиной волны, частотой колебаний и др. Поэтому нельзя говорить о какой-либо определённой траектории движения электрона — можно лишь судить о той или иной степени вероятности его нахождения в данной точке пространства (Принцип неопределенности Гейзенберга)

Уравнение Шрёдингера: Орбиталь- это область пространства, в которой наиболее вероятно прибывание е.

Квантовые числа

n – главное квантовое число. n принимает любые положительные целочисленные значения , обозначает номер энергетического уровня. Характеризует энергию электронов и среднее расстояние электронов от ядра, то есть определяет размеры электронных облаков. Значение уровень с самой низкой энергией.

Иногда энергетические уровни обозначаются буквами:



Число заполняемых электронами энергетических уровней в атоме численно равно номеру периода, в котором находится элемент: .

У атомов элементов первого периода таблицы Менделеева может заполняться электронами один энергетический уровень; второго периода – два; третьего периода – три; и т. д.

Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно удвоенному квадрату номера, то есть , – число е.

Если , то на первом уровне может находиться не более двух электронов и т.д.

ℓ - орбитальноеквантовое число, определяет форму электронного облака. Введено немецким физиком Арнольдом Зоммельфельдом в 1915 году. Не только энергия электрона в атоме может принимать лишь определённые значения . Каждой форме электронного облака соответствует определённое значение механического орбитального момента количества движения е. Орбитальный момент квантуется и связан с .

Состояние электрона, характеризующегося различными значениями орбитального квантового числа , принято называть энергетическими подуровнями в атоме. При данном значении главного квантового числа , наименьшей энергией обладают , затем – , , .

– ближайший к ядру подуровень, состоит из , обладающей сферической симметрией, то есть имеющей форму шара.

m – магнитное квантовое число, проявляется только тогда, когда на атом действует внешнее магнитное поле, характеризует ориентацию электронного облака в пространстве,

Если направление оси и вектора совпадают, то – положительное, если имеют противоположное направление, то – отрицательное. Атом будет иметь наименьшую энергию, если , и энергия будет возрастать при увеличении угла , и достигать своего максимума при .Угол может иметь строго определённые квантовые значения ; . Квантовые значения .

Каждому направлению вектора заданной длины ( ) соответствует определённое значение его проекции. =

s – спиновое квантовое число – в 1925 г. Юленбек и Гаудсмит вывели гипотезу, согласно которой электрон не только движется по орбитам вокруг ядра, но и вращается вокруг собственной оси, подобно волчку. Это вращение получило название ''спин'' (от английского слова spin – веретено; то есть электрон имеет свой собственный момент количества движения электрона). Этому вращению соответствует магнитный момент , где – спиновое квантовое число. , где . Электрон – элементарная частица, обладающая собственным моментом количества движения. Спины электронов часто обозначаются стрелками, направленными в противоположные стороны .


Просмотров 599

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!