3.9. Пространственное распределение электрона в н

Вероятность обнаружить электрон в различных областях атома различна. Электрон при своем движении размазан по всему объему атома, образуя электронное облако, плотность которого определяется вероятностью нахождения электрона. n и l определяют размер и форму электронного облака, а число m_e характеризует ориентацию электронного облака в пространстве.

l=0 – s-состояние, l=1 – p-состояние, l=2 – d-состояние, l=3 – f-состояние.

Рис.21.

3.10. Спин электрона. Спиновое квантовое число

В 1922 Штерн и Гирло обнаружили, что узкий пучок атома водорода в s-состоянии (l=0) в неоднородном МП расщепляется на 2 пучка. L= ħ√(l(l+1))=0 l=0. Уленбек и Гауреллий предположили, что электрон обладает собственным орбитальным механическим моментом импульса – спином, который является квантовой величиной, L_s, s – спиновое квантовое число L_s= ħ√((s(s+1)).

Проекция L_sz также является квантовой величиной = ħm_s, m_s – магнитное спиновое число = ±1/2.

3.11 Распределение электронов в атоме по состояниям

Состояние электрона в атоме определяется наличием 4-х квантовых чисел: n, l, m_l, m_s. Распределение электронов подчиняется принципу Паула: в одном и том же атоме не может быть больше одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел. z(n, l, m_l, m_s)=0 или 1. Максимальное число электронов, находящихся в состоянии z(n)=2Σ(от l=0 до n-1)(2l+1)=2n². Совокупность электронов, имеющих одно n, называют электронной оболочкой. В каждой из оболочек электроны распределены по подоболочкам, соответствующих данному l (n подоболочек всего). Количество электронов в подоболочке равно 2(2l+1). z(n)=2n², z(l)=2(2l+1).

n	1	2		3
символ оболочки	K	L		M
z(n)	2	8		18
l	0	0	1	0	1	2
символ подоболочки	1s	2s	2p	3s	3p	3d
z(l)	2	2	6	2	6	10

3.12. Периодическая система элементов Менделеева

1) порядковый номер Z в таблице определяет число протонов в ядре и число е в элек. оболочке атома. Массовое число А определяет сумму протонов и нейтронов. N=A-Z – число нейтронов.

2) система является фунд. законом природы.

3) система позволила предсказать элементы неизвестные Менделееву: Ga, Ge,…

4) с помощью таблицы удалось уточнить атомный вес некот. элементов: Be,U.

5) кажд. последующий элемент в таблице образован из предыдущего путём добавления к нему е.

6) химические свойства атомов определяются количеством внеш. е, входящих в состав атома наиб. удалённых от ядра.

В таблице периодически изменяются атомные объёмы и ионизационные потенциалы. Атомы имеющие s и р оболочки являются наиболее устойчивыми и хим. инертными. He, Ar, Ne, Kr, Xe, Rn и образуют группу инертных газов.

3.13. Рентгеновский спектр.

Осн. источником рент. излучения является рент. трубка, в которой ускоренно движущиеся е ударяются об анод и вызывают рент. излучение. Рент. спектр состоит из сплошного спектра, ограниченного со стороны коротких длин волн и линейчатого спектра.

Рис. 25

Свойства спектра:

1) Характер сплошного спектра не зависит от природы материала анода, а опред. только энергией бомбардирующих е.

2) Сплошной спектр со стороны коротких длин волн ограничен коротковолновой границей λ=λ_min. |e|U= hC/λ_min. - величина

3) При большой энергии е появляется линейчатый спектр, определяемый материалом анода и называемый характеристическим линейчатым спектром. Этот спектр состоит из неск. серий K,L,M,N,… Каждая серия сост. из неск. линий, которые обозн. ,, и расп. В порядке убывания длины волны.

4) Механизмы возникновения рентгеновских серий.

Рис. 22

Пусть бомбардирующий е выбивает с k-й оболочки атома материала анода 1 е. Тогда возм. переходы из N,M,L оболочки в К-ю оболочку. λ_<λ_<λ_. Линии ,, в каждой серии могут иметь структуру. Поскольку уровни определённые кв. числом n могут расщепляться на число подуровней определённых орбит. кв. числом l и магн. спиновым числом m_s.

5) Колич. Закономерности длин волн рент. спектра были установлены в 1913г. Мозли. 1/λ= R(Z-)²(1/n²-1/m²) – закон Мозли, где n – номер серии, m=n+1,  - постоянная экранирования. Смысл  закл. в т.ч. на е, совершающий переход, действует не весь заряд Z|e|, а часть заряда ослабленного экранирующим действием окружающих данный е зарядов. Для К_ линии (для легких элементов) =11/λ= R(Z-1)²(1/n²-1/m²).

. Молекулы.

Молекула – наим. частица вещества образ. одинаковыми или различ. атомами соед-ми м/у собой хим. связями.