ActionTeaser.ru - тизерная реклама

**Квантовые числа электронов

Чтобы рассмотреть тщательнее рисунки-щелкните по ним

Главное квантовое число п определяет обилую энергию элект­рона на данной орбитали и его удаленность от ядра (номер «орбиты»). Оно может принимать любые целые значения, начи­ная с единицы (« = 1, 2, 3, …).

Побочное квантовое число l. В пределах определенных уровней энергии электроны могут отличаться своими энергетическими подуровнями. Существование различий в энергетическом состоя­нии электронов, принадлежащих к различным подуровням дан­ного энергетического уровня, отражается побочным (иногда его называют орбитальным) квантовым числом /. Оно может прини­мать целочисленные значения от 0 до п — 1 (/=0, 1, п— 1). Для удобства числовые значения / принято обозначать следующими буквенными символами:

Значение l…………………….. 0 12 3 4

Буквенное обозначение.. s р d f g

1

Орбиталь — совокупность положений электрона в атоме, т. е.

область пространства, в которой наиболее вероятно нахождение

электрона.


Побочное (орбитальное) квантовое число I характеризует раз­личное энергетическое состояние электронов на данном уровне, определяет форму электронного облака, а также орбитальный момент р — момент импульса электрона при его вращении вок­руг ядра (отсюда и второе название этого квантового чис­ла — орбитальное)

2

Таким образом, форма электронного облака зависит от значе­ния побочного квантового числа I. Так, если l= 0 (5-орбиталь), то электронное облако имеет шаровидную форму (сферическую сим­метрию) и не обладает направленностью в пространстве (рис. 2.1).

3

При l=1 (р-орбиталь) элект- ронное облако имеет форму ган­тели, т. е. форму тела враще­ния, полученного из «восьмер­ки» (рис. 2.2).

 

Формы электронных обла­ков d-, f- и т. д. орбиталей на­много сложнее и в данной книге не рассматриваются.

 4

Магнитное квантовое число mt. Движение электрического за­ряда (электрона) в пределах ор- битали вызывает возникновение Рис. 2.1. Форма электронного магнитного поля. Состояние облака j-орбитали    электрона, обусловленное орби­
тальным магнитным моментом электрона, характеризуется тре­тьим квантовым числом — магнитным т{. Это квантовое число характеризует ориентацию орбитали в пространстве, выражая проекцию орбитального момента количества движения на напра­вление магнитного поля.

5

Таким образом, m1 характеризует величину проекции вектора орбитального момента количества движения на выделенное на­правление. Например, p-орбиталь («гантель») в магнитном поле может ориентироваться в пространстве в трех различных поло­жениях, так как в случае l=1 магнитное квантовое число может иметь три значения: —1, 0, +1. Поэтому электронные облака вытянуты по осям» х, у и z, причем ось каждого из них перпен­дикулярна двум другим (см. рис. 2.2).

 6
Рис. 2.3. Возможные направления вращения электрона
Рис. 2.2. Формы электронных облаков р-орбиталей

Спиновое квантовое число s. Для полного объяснения всех свойств атома в 1925 г. была выдвинута гипотеза о наличии у электрона так называемого спина (сна­чала в самом простом приближении — для наглядности — считалось, что это яв­ление аналогично вращению Земли вок­руг своей оси при движении ее по орбите вокруг Солнца, что иллюстрируется (рис. 2.3). На самом деле, спин — это чисто квантовое свойство электрона, не име­ющее классических аналогов. Строго гово­ря, спин — это собственный момент им­пульса электрона, не связанный с движени­ем в пространстве. Для всех электронов абсолютное значение спина всегда равно
7

В этой связи, несмотря на уже сделанную выше оговорку о неправомерности представлять спин через классические аналоги, электрон на рис. 2.3 можно рассматривать как эквивалент маленького магнита, ориентация которого зависит от направления вращения.

Поскольку спин электрона s является величиной постоянной, его обычно не включают в набор квантовых чисел, характеризу­ющих двиижение электрона в атоме, и оперируют четырьмя квантовыми числами.

 

Other Posts

Рубрики: Новости

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Тизерная сеть GlobalTeaser