41.Строение электронных оболочек и подоболочек атома. Периодическая система элементов Менделеева

Состояние электрона в атоме в первом приближении можно охарактеризовать 3- мя квантовыми числами :

1. n – главное квантовое число

2. l — орбитальное квантовое число

3. m ‑ магнитным квантовым числом

Совокупность электронов, обладающих одним и тем же n, образуют оболочку атома. Различные оболочки обозначаются буквами K, L, M, N, O. Состояние орбитального движения электрона характеризуется буквами s,p,d,f,g…Совокупность электронов с одним и тем же значением l называется подгруппой.

При заданном значении n: число сочетаний = (2l+1)*2=2n²

Распределение электронов по n и l называется конфигурацией электронов: 3d-1=2

В основе строения электронных оболочек атома лежит два принципа:

1. принцип Паули: в атоме может быть только один электрон с данным набором квантовых чисел

2. принцип минимума энергии: при данном общем числе электронов в атоме осуществляется состояние с минимальной энергией

Периодическая система элементов Менделеева.

1. Периодической системой элементов Менделеева называется закон периодического изменения химических и физических свойств элементов в зависимости о их атомного номера Z. Через промежутки, называемые периодами в системе Менделеева, элементы расположенные в одном вертикальном ряду (группе элементов), обнаруживают повторяемость физических и химических свойств.

2. Хим. и физ. свойства атомов хим. Элементов объясняется главным образом поведением электронов, расположенных во внешнем слое и внешней оболочке атомов. Такие электроны называются валентными электронами.

3. Теория периодической системы элементов Менделеева основывается на четырёх положениях:

   1. Общее число электронов в атоме данного химического элемента равно порядковому номеру Z этого элемента

   2. Состояние электрона в атоме определяется полным набором четырёх квантовых чисел: n, l, m, m_s.

   3. Распределение электронов в атоме по энергетическим состояниям должно удовлетворять принципу минимума энергии: с возрастанием числа электронов каждый следующий электрон должен занять возможное энергетическое состояние с наименьшей энергией;

   4. Заполнение электронами энергетических состояний в атоме должно происходить в соответствии с законом Паули.

4. Заполнение электронами происходит в соответствии принципом минимальной энергии: сначала слои с меньшим n, в пределах слоя с l=0 до l=n-1

42

42. Вынужденное излучение. Лазер. Применение лазера.

Вынужденное излучение, индуцированное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) из возбуждённого в стабильное состояние (меньший энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, фазу и поляризацию, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.

Лазер (англ. laser, акроним от англ. light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света посредством вынужденного излучения), оптический квантовый генератор — устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсным, достигающим предельно больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника. Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества. Некоторые типы лазеров, например лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры, могут генерировать целый набор частот (мод оптического резонатора) в широком спектральном диапазоне. Габариты лазеров разнятся от микроскопических для ряда полупроводниковых лазеров до размеров футбольного поля для некоторых лазеров на неодимовом стекле. Уникальные свойства излучения лазеров позволили использовать их в различных отраслях науки и техники, а также в быту, начиная с чтения и записи компакт-дисков и заканчивая исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза.

43