Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 54

Квантовая физика. Водный курс - Гольдин Л.Л.

Гольдин Л.Л., Новиков Г.И. Квантовая физика. Водный курс — М.: Институт компьютерных исследований, 2002. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikavvodniykurs2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 190 >> Следующая

незаполненным, в зависимости от того, все или не все состояния в нем
заняты электронами. Слой с п = 1 называется if-слоем, с п = 2 - L-слоем,
с п = 3 - М-слоем и далее по алфавиту.
В if-слое (п = 1) могут находиться только электроны с I = 0, т. е. 5-
электроны. В L-слое (п = 2) могут находиться электроны с I = 0 и I = 1;
эти электроны заполняют 5- и р-оболочки этого слоя. М-слой (п = 2)
состоит из 5-, р- и ^-оболочек, и т. д. Электроны с одними и теми же
значениями п и I называются эквивалентными (табл. 3).
Рассмотрим строение электронных оболочек различных атомов. В атоме
водорода имеется всего один электрон. В невозбужденном атоме электрон
находится в состоянии с п = 1, I = 0, mi = 0. Значение ms, в данном
случае несущественно. Таким образом, основным состоянием атома водорода
является терм 2S'i/2.
Слово "терм" употребляется в физике в нескольких разных смыслах.
Первоначально оно использовалось для обозначения волнового числа,
характерного для данного состояния; волновое число испускаемой или
поглощаемой атомом спектральной линии, как мы видели, является
1Ири данном значении I возможны 21 + 1 различных значений mf, при каждом
значении mi возможны состояния с ms = 1/2 и ms = -1/2.
§32. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева 147 Таблица 3.
Электронные структуры атомов
Элемент Ионизационный потенциал, В Основное состояние Распредели
ПО слоям шие электронов и оболочкам
к L М N
Is 2s 2 p 3s 3 р 3d 4 s 4р
iH 13,6 2Si/2 1
2Не 24,6 1So 2
3Li 5,4 2Sj/2 2 1
4Ве 9,3 1So 2 2
5в 8,3 2Pl/2 2 2 1
6с 11,3 3P0 2 2 2
7n 14,6 45з/2 2 2 3
80 13,6 3P2 2 2 4
9F 17,4 2 P3/2 2 2 5
ioNe 21,6 1So 2 2 6
uNa 5,1 2s1/2 1
12М g 7,6 1S0 2
13 А1 6,0 2 Pi/2 2 1
uSi 8,2 3P0 Конфигурация 2 2
1бР 10,9 45з/2 неона 2 3
ieS 10,4 3P2 2 4
17CI 12,9 2 P3/2 2 5
isAr 15,8 1So 2 6
19K 4,3 2s1/2 1
гоСа 6,1 1So 2
21 Sc 6,7 2P>3/2 1 2
22Ti 6,8 3f2 2 2
23V 6,7 4F3j 2 3 2
24 Cr 6,7 7S3 5 1
25МП 7,4 6S5/2 5 2
26 Fe 7,8 5 ?>4 6 2
27C0 7,8 4f9/2 7 2
28 Ni 7,6 3Fa Конфигурация аргона 8 2
29C11 7,7 2Sl/2 10 1
3oZn 9,4 1S0 10 2
3iGa 6,0 2 Pi/2 10 2 1
32Ge 7,7 3Po 10 2 2
33 As 9,8 45з/2 10 2 3
34 Se 9,7 3P2 10 2 4
35ВГ 11,8 2 Р3/2 10 2 5
36 Kr 14,0 1So 10 2 6
148
Глава б
разностью двух чисел - двух термов, - характеризующих начальное и
конечное состояния атома. Затем название "терм" стали применять также для
энергии уровня Е и для соответствующей частоты E/h, поскольку энергия
фотона и частота излучения тоже равны разности двух чисел, характерных
для начального и конечного состояний. Таким образом, термы могут иметь
размерность волнового числа [см-1], энергии [эВ] или частоты [с-1].
Словом "терм" принято называть и само состояние атома, например
упомянутое выше состояние 2Si/2.
Энергия ионизации атома водорода была рассчитана в гл. 4: она равна 13,6
эВ. Потенциал ионизации соответственно равен 13,6 В.
У атома гелия (Z = 2) один электрон находится в состоянии с п = = 1, I =
0, mi = 0 и ms = 1/2, а второй электрон занимает состояние с теми же
значениями n, I и mi, но с ms = -1/2, так что спины у электронов
направлены в противоположные стороны. Структура электронной оболочки
гелия - [lsi/2]2- Направленные в разные стороны спины электронов при
сложении дают нулевой спиновый угловой момент. Поэтому основным
состоянием атома является состояние с L = 0, 5 = 0 и J = 0, т. е.
состояние 1So. Потенциал ионизации атома гелия равен 24,6 В. Эта величина
может быть найдена путем расчета, но расчетную формулу мы приводить не
будем. Второй ионизационный потенциал, т. е. потенциал, соответствующий
энергии, необходимой для удаления электрона из иона гелия Не+, может быть
рассчитан по (4.18) и равен 54,4 В. Первый ионизационный потенциал
меньше, чем второй, из-за электростатического отталкивания электронов.
Однако он существенно выше первых ионизационных потенциалов всех других
атомов. Поэтому гелий химически инертен и принадлежит к числу
"благородных" газов. Его атомы не объединяются в молекулы и не вступают в
соединения ни с какими элементами1.
Следующим элементом в таблице Менделеева является литий (Z = = 3). Первые
два электрона в этом атоме находятся в состоянии lsi/2, как и электроны в
атоме гелия. Третий электрон не может занимать ни одного из этих
состояний из-за принципа Паули. Ближайшим незанятым состоянием является
состояние 2s. Поэтому конфигурация электронной оболочки sLi имеет вид
lsy22si/2- Состояние атома в целом определяется состоянием третьего
электрона, так как суммарные квантовые числа L, S и J для заполненного К-
слоя (как и для всех заполненных оболочек и слоев) равны нулю. Поэтому
основным состоянием лития является состояние 22Si/2.2 Энергию ионизации
атома лития можно грубо
Исключением являются соединения возбужденных атомов инертных атомов
инертных газов с атомами галогенов.
2Для щелочных элементов, у которых сверх заполненной оболочки находится
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed