ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Квантова механіка і атомна фізика

Заполнение слоев
Заполнение уровней электронных слоев
согласно квантовой механике происходит в соответствии со сле-
дующими правилами:
а) В силу принципа Паули в каждом квантовом состоянии
не может быть более одного электрона; поэтому максимальное
число электронов с заданным / равно 2B/+ 1). Так, в оболоч-
ках 5, р, d и / соответственно может находиться максимум 2, 6,
10 и 14 электронов.
б) Электроны стремятся занять более низкие энергетические
уровни. Поэтому вначале должны заполняться слои с я=1, за-
тем с /г = 2, с я = 3 и т. д.
Такое заполнение имело бы место в так называемой идеальной
схеме, когда в атоме с порядковым номером Z действие ядра и
оставшихся Z— 1 электронов определяется потенциалом в пред-
положении, что все эти заряды находятся в центре. Тогда для
оставшегося электрона мы получаем вырожденную по / систему
уровней атома водорода.
Однако, как было показано при исследовании щелочных ме-
таллов, учет взаимодействия между электронами снимает вы-
рождение по /. Оболочки в определенном слое (т. е. с фиксиро-
ванным значением главного квантового числа п) располагаются
в порядке возрастания /.
Поэтому сначала заполняются 5-, затем р- и, наконец, d-обо-
лочки. Более того, оболочка 45 оказывается расположенной ниже
оболочки 3d (точно так же 55 ниже Ad), а оболочка 65 ниже не
только оболочки 5д?, но даже ниже оболочки 4/ (аналогично 75
ниже 5/).
В итоге оказывается, что внешний слой (для невозбужденных
атомов) может состоять только из оболочек sup.
Оболочки d и / могут заполняться, когда они лежат соответ-
ственно в первом и во втором вну! рением слое, если за первый
§ 25. Строение сложных атомов 369
внутренний слой взять слой, расположенный непосредственно
вблизи к внешнему, и т. д. *.
Попробуем это обосновать на конкретных примерах.
В пределах 1-го и 2-го периодов системы Менделеева поря-
док заполнения уровней согласуется со схемой уровней в атоме
водорода. В слое п = 1 заполняется только s-оболочка; в слое
п = 2 сначала заполняется s-, а затем и р-оболочки.
Если бы для сложных атомов была применима эта идеальная
схема, то можно было бы ожидать, что у калия с Z= 19 должна
начать заполняться оболочка 3d.
Однако согласно таблице 25.1 для калия 6d = 0,146, э 6Ч = 2,23,
поэтому энергии электронов, находящихся в состояниях 3d и 4s,
соответственно равны:
F ,_ Rh ^ Rh
h3d C-0,146J 2,8542 '
F = Rh = Rh
45 ~~ D-2,23J ~~ 1,772 "
Отсюда следует, что E3d>E4s, а поэтому раньше будет запол-
няться более глубокий уровень 45 и лишь затем 3d. Следователь-
но, третий период содержит так же, как и второй период, только
восемь элементов (nNa — ieAr) и состоит из 3s- и Зр-оболочек.
После того как оболочка 4s у кальция (Z = 20) будет запол-
нена, можно ожидать, что у скандия (Z = 21) начнет образовы-
ваться 4/?-оболочка. Однако изучение спектров показывает, что
у последующих элементов B1SC — 2sNi) заполняется сначала
оболочка 3d (включая ферромагнитные элементы), а затем уже,
начиная с гэСи и кончая 3oZn, продолжается нормальное запол-
нение оболочек. Таким образом, 4-й период содержит 18 элемен-
тов и состоит из оболочек 4s, 3d, Ар.
Следующий, пятый период целиком повторяет четвертый пе-
риод C7Rb — 54Хе), т. е. содержит также 18 элементов (запол-
няются оболочки 5s, 4d, Ър).
1 Последовательность заполнения электронных оболочек наиболее просто
можно запомнить, исходя из следующего правила: заполнение уровней про-
исходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых
чисел п-И, причем уровни с одинаковым значением этой с\ммы заполняются,
как правило, в порядке возрастания п (правило Клечковского). Учитывая,
что / принимает значения О, 1, 2, ..., п—1, мы найдем правило заполне-
ния термов в любом слое. Например, последовательность заполнения четвер-
того периода (см. ниже) должна быть:
или шестого периода:
и т. д. (В. М. Клечковский. ДАН СССР, 80, 603 A951); см. также*:
В. М. Клечковский. Распределение атомных электронов и правило по-
следовательного заполнения (п + /)-групп. М., «Наука», 1968).
370
ЧАСТЬ III ТЕОРИЯ МНОГИХ ЧАСТИЦ
-118'
«мКч,Ц)Г-Щ'
„Tl -«
72 Hf 1д
8Ce- Lu
^s'n ~5^rXа
fc ^
¦7s J
-5d
-6s -
fJ2J ПЕРИОД
C2) ПЕРИОД
A8)
ПВ РИ0Д
„Na-qMg
,H -2He
-is
A8)
-Js J
m2pF) \
\ (W
m2s J
'is at] B)
ПЕРИОД
период
ПЕРИОД
ПЕРИ ОД
Фиг. 25 7. Схема заполнения
электронами энергетических
уровней в атомах периоди-
ческой системы элементов
Менделеева.
Оболочки sup могут лежать
во внешнем слое. Оболочки d
могут лежать начиная с первого
внутреннего слоя. Оболочки f
могут лежать начиная со вто-
рого внутреннего слоя (звездоч-
кой обозначены номера неоткры-
тых элементов).
Шестой период содержит 32 элемента E5Cs — seRn), так как
наряду с внешним слоем 6s, 6p заполняется первая внутренняя
оболочка Ы A0 электронов) и вторая внутренняя оболочка 4/
A4 элементов группы лантанидов).
Точно так же седьмой период должен был бы целиком по-
вторить шестой период, т. е. содержать 32 элемента (оболочки
75,5/, &/, 7р).
Однако к настоящему времени открыто лишь 18 элементов
этого периода. Так называемые актиниды, у которых происходит
заполнение второй внутренней оболочки 5f (эоТЬ — юзЬг), дол-
жны повторить свойства лантанидов.
Итак, первый период содержит всего 2 элемента, второй и
третий по 8, четвертый и пятый по 18, а шестой и седьмой по 32
(седьмой период является незаконченным) Порядок заполнения
слоев и оболочек в атомах изображен на фиг. 25.7.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Заполнение слоев» з дисципліни «Квантова механіка і атомна фізика»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Теорія інвестиційного портфеля
Аудит доходів та витрат іншої діяльності
Аудит розрахунків з оплати праці
ПОХОДЖЕННЯ ГРОШЕЙ. РОЛЬ ДЕРЖАВИ У ТВОРЕННІ ГРОШЕЙ
Наголос


Категорія: Квантова механіка і атомна фізика | Додав: koljan (19.11.2013)
Переглядів: 766 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП