АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Принцип Паули. Мы установили, что состояние каждого электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:

Читайте также:
  1. I. Структурные принципы
  2. II. Принципы процесса
  3. II. Принципы средневековой философии.
  4. II. СВЕТСКИЙ УРОВЕНЬ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОММУНИКАЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ПРИНЦИПОВ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СПРАВЕДЛИВОСТИ
  5. II. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВОИ
  6. II.4. Принципы монархического строя
  7. III. Принцип удовольствия
  8. III. Принципы конечного результата
  9. III. Принципы конечного результата.
  10. IV. Принцип реальности
  11. V.по функциональному принципу.
  12. VI. Биоэнергетические принципы аналитической терапии

 

Мы установили, что состояние каждого электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:

главным n (n = 1, 2, 3, …),

орбитальным l (l = 0, 1, 2, …, n –1),

магнитным m (),

спиновым ms ().

В основном состоянии атома (n = 1) все электроны должны были бы находиться в 1 s -состоянии. Однако на самом деле это не так. Швейцарский физик-теоретик Вольфгант Паули установил в 1925 г. квантово-механический закон, названный впоследствии принципом Паули:

в любом атоме не может быть двух электронов, находящихся в двух одинаковых стационарных состояниях, определяемых набором четырех квантовых чисел: главного n, орбитального l, магнитного m и спинового ms.

 

Согласно принципу Паули, можем написать

 

n = 1 l = 0 m = 0 ms = +1/2 ms = –1/2 В состоянии n = 1 могут находиться только 2 электрона (с l = 0 имеем 2 электрона)
n = 2 l = 0 m = 0 ms = +1/2 ms = –1/2 l = 1 m = 0 ms = +1/2 ms = –1/2 m = +1 ms = +1/2 ms = –1/2 m = –1 ms = +1/2 ms = –1/2 В состоянии n = 2 могут находиться только 8 электронов (с l = 0 имеем 2 электрона, с l = 1 имеем 6 электронов)

 

Продолжая рассуждение, получим следующую закономерность: в состоянии n могут находиться только 2 n 2 электронов, причем максимальное число электронов, соответствующих квантовому числу l, равно 2(2 l +1).

Принцип Паули сыграл выдающуюся роль в развитии современной атомной и ядерной физики. Так, например, удалось теоретически обосновать периодическую систему элементов Менделеева. Теория периодической системы основывается на следующих положениях:

1) порядковый номер химического элемента равен общему числу электронов в атоме данного элемента;

2) состояние электронов в атоме определяется набором их квантовых чисел n, l, m, ms. Распределение электронов в атоме по энергетическим состояниям должно удовлетворять принципу минимума потенциальной энергии: с возрастанием числа электронов каждый следующий электрон должен занять возможное энергетическое состояние с наименьшей энергией;

3) заполнение электронами энергетических состояний в атоме должно происходить в соответствии с принципом Паули.

Электроны в атоме, занимающие совокупность состояний с одинаковым значением главного квантового числа n, образуют электронный слой. В зависимости от значений n различают следующие слои:

K при n = 1,

L при n = 2,

M при n = 3,

N при n = 4 и т. д.

Из формулы 2 n 2 определяют максимальное число электронов, которые могут находиться в слоях. Например, в K слое находится 2 электрона, в L, M, N слоях — соответственно 8, 18 и 32 электрона.

В каждом из слоев электроны распределяются по оболочкам, каждая из которых соответствует определенному значению орбитального квантового числа l. Максимальное число электронов, находящихся в состоянии, определяемом значением l орбитального квантового числа, дается формулой 2(2 l +1) (табл. 87.1).

Таблица 87.1

Слой Число электронов в состояниях Макс. число электронов
s (l = 0) p (l = 1) d (l = 2) f (l = 3)
K          
L          
M          
N          

 

В атомной физике принято обозначать электронное состояние в атоме символом nl, указывающим значения двух квантовых чисел. Электроны, находящиеся в состояниях, характеризуемых одинаковыми квантовыми числами n и l, называют эквивалентными. Число z эквивалентных электронов указывается показателем степени в символе nlz.

Если электроны находятся в некоторых состояниях с определенными значениями квантовых чисел n и l, то считается заданной электронная конфигурация. Например, основное состояние атома кислорода можно выразить следующей символической формулой:

 

 

Она показывает, что два электрона находятся в состояниях с n = 1 и l = 0, два электрона — c n = 2 и l = 0 и четыре электрона — с n = 2 и l = 1.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)