Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Эмануэль Н.М. -> "Курс химической кинетики. 4-е изд." -> 3

Курс химической кинетики. 4-е изд. - Эмануэль Н.М.

Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. 4-е изд. — М.: Высшая школа., 1984. — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): Emanuel.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 178 >> Следующая

®
о
и
о-р-о
ох
I Аг50,С1)
®
О о
II II
—р—о- -р-н
1 ох 1 ох
( + Аг501С1)
о
о
о
II
о—р—о—р—о—р—о-
I I I ох ох ох
I
[_I___|_I-—I—-
10
20
X имическии сдвиг
Основными участниками химического превращения являются молекулы, свободные атомы и свободные радикалы, ионы и ион-радикалы, различные типы комплексов. Наиболее эффективными методами регистрации их в реакционной смеси и ходе химического превращения являются физические методы, позволяющие регистрировать присутствие этих частиц непосредственно в реакционной смеси. Среди них важное место занимают оптические методы, метод ядерного магнитного резонанса, а для парамагнитных частиц, в том числе свободных атомов и свободных радикалов, — метод электронного парамагнитного резонанса.
§ 1. АТОМ
Любой атом состоит из положительно заряженного ядра и некоторого, определенного для атомов данного элемента, числа электронов. Электронам принадлежит определяющая роль в химических превращениях. Ядра атомов при химических превращениях не претерпевают практически никаких изменений.
Движение электрона не может быть описано в понятиях классической механики, т. е. путем задания функций (I), q2 (I), ц3 (/), характеризующих изменение координат с/.2, ця электрона во времени.
Согласно квантовой механике, можно говорить лишь о вероятности нахождения электрона &ш в некотором объеме йУ пространства с заданными координатами ц1у д.>, цъ. Величина — — V <7->. ая) называется плотностью вероятности. Функция р, определяющая состояние электрона в атоме, заметно отличается от нуля лишь в некоторой ограниченной части пространства вблизи ядра атома Электрон как бы «размазан» по всей области с плотностью р (д,, д.2, (/3). Эту область часто называют электронным облаком.
Электронное облако в атоме может иметь ряд различных, вполне определенных конфигураций, описываемых различными функциями р. Возможные конфигурации электронного облака электрона в атоме в принципе могут быть рассчитаны при помощи уравнения Шредингера — основного уравнения квантовой механики. Решение этого уравнения дает набор так называемых волновых функций У (<7ъ ск* связанных с функцией р соотношением
Р(<?1. Чг, Чз) = ! ^ (</1. ?а. Чз) 2
В соответствии с этим определением волновые функции должны удовлетворять условию нормировки
^ЧЧч1!. <Ь Яз)'?М = \, (1.1)
где интеграл берется по всему пространству, так как вероятность нахождения электрона в какой-либо точке пространства равна единице.
Волновые функции электрона называют часто атомными орбита-лями.
Орбитали электронов в атоме принято характеризовать тремя квантовыми числами — главным квантовым числом п, азимутальным квантовым числом I и магнитным квантовым числом т. Эти квантовые числа могут иметь только целочисленные значения и удовлетворяют следующим неравенствам:
л>0; 0«с/<п; — 1^т^1. (1.2)
Каждой комбинации из трех квантовых чисел, удовлетворяющей неравенствам (1.2), соответствует определенная волновая функция и, тем самым, определенная конфигурация электронного облака.
8
Таблица 1. Волновые функции электрона в атоме водорода (во —так называемый боровский атомный радиус, равный 0,0528 нм)
Квантовые числа
Волновые функции
л i т
1 0 0 ^--JL (a0r3/V'/a' у Я
2 0 0 "-^-"ЫУ""-
2 1 0
2 1 ± 1 аг _ 1 . (алГь/2ге~г,2а" sin 6 cos ф ipx 4 V 2л «р 1 .... (a0)-5,2re-r/i'" sin 6 sin ф ipi( 4 Y 2л
3 0 0 81 Y^n \ а» al 1
3 1 0 y _ 2 б/2, /6_^e-,/3*,cosS 3pz 81 Y \ flo/
3 1 + 1 Y =, 2 Ы"5'2'' (в — — V"r/3e"sin 6cos(P грх 81 Y"я \ a») чг = 2 (0„)-5/2г/б—— )e-r/3i"sm b smq,
3 2 0 - ' (a0)-7'2^-"3fl» (3 eos* в - 1) * 2 81 Y^n
8 2 ± 1 »р A - {а^Г111гЧ~г1Ъа' sin 6 eos 6 cos p 81 Y n -= 2 (0(|Г7^/¦ae~''/3а<, sin 6 eos 6 sin ф
г 2 ±2 1W_ v--7iP («оГ7/2^~'/3о°sin2 6cos 2<P Tad _-(а0Г7/2/-»е-''/ао" sma в sin 2ф
В табл. 1 приведены волновые функции электрона в атоме водорода, соответствующие значениям главного квантового числа я = = 1,2, 3 в сферических координатах (рис. I). Поскольку функции, отвечающие значениям т ф 0, являются комплексными, приведены их линейные комбинации *:
± Ч'
Рис. I. Связь между сферическими и
прямоугольными координатами х~
— г sin 0 cos ф; у =
— л sin 6 sin ф; г—
= г cosS
Волновые функции электрона в атоме Н представляют собой произведение радиальной (зависящей только от г) и угловой (зависящей только от 0 и ф) функций. При / = 0 угловая составляющая отсутствует, т. е. волновая функция сферически симметрична. Состояния электрона с / = 0 получили название я-состояний. При / = 1 угловая составляющая функции легко преобразуется в одну из декартовых координат— х, у или г. Волновые функции в этом случае обладают цилиндрической симметрией относительно одной из координатных осей. Такие состояния называют ^-состояниями, причем в виде индекса отмечают ось цилиндрической симметрии. При / = 2 (^-состояние) угловые составляющие волновых функций преобразуются в простые комбинации декартовых координат, что также отображается в виде соответствующих индексов. Перед обозначением, характеризующим угловую составляющую волновой функции, обычно ставят номер главного квантового числа, соответствующий рассматриваемой атомной орбптали, и полное обозначение орбитали записывается в виде Ь-, 25-, 2рА.-орбиталь и т. д.
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 178 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed