Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 56

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 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 190 >> Следующая

Поэтому полный спин равен (1/2) • (3 - 1) = 1. Орбитальный момент трех
электронов с одним направлением спина компенсируется. Остается момент
четвер-
1 Сформулированное выше правило Хунда определяет поведение электронов,
принадлежащих к одной оболочке, т. е. эквивалентных электронов. У легких
атомов электроны либо входят в состав заполненных оболочек и обладают
нулевыми суммарными квантовы-
ми числами, либо принадлежат к вновь заполняемой оболочке. При этом
правила Хунда определяют суммарное состояние электронов не только
заполняемой оболочки, но и всего атома.
В более тяжелых атомах могут иметься две незаполненные оболочки. В этом
случае сначала по правилу Хунда определяются суммарные квантовые
состояния электронов, при-
надлежащих каждой незаполненной оболочке, а затем рассчитываются
квантовые числа всего атома. Для этого полученные квантовые числа вновь
складываются с помощью правил Хунда.
§32. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева 151
z 1
2
3
4
5
6
1
1
1
s
S
S
1
1
77?-,= 1 77?-,= О
77?.,= -1 77?, = 1 77?, = 0 77?., = - 1
тл= -1/2 77?.,= -1/2 77?.,= -1/2 77?.л= 1/2 W = 1/2 77?.л=
1/2
Рис. 58. Схема возможных квантовых состояний р-электрона.
того электрона, равный единице. Вектор J = S + L = 1 + 1 = 2, и т. д.
(табл. 3). Все восемь состояний (два 2з-состояния и шесть 2р-состояний) в
L-слое заполнены у атома неона (Z = 10). Из рис. 58 видно, что в
заполненной 2р-оболочке все угловые моменты взаимно компенсируются и у
атома неона L = 0, S = 0 и J = 0. Основное состояние неона - 15,о.
Основное состояние атомов с почти заполненными оболочками проще всего
находить, исходя из состояния со вполне заполненной оболочкой. Так, чтобы
найти основное состояние фтора (Z = 9) с пятью электронами в 2р-
подоболочке, достаточно заметить, что для полного комплекта здесь не
хватает одного электрона. Поскольку в заполненной подоболочке S = L = J =
0, квантовые числа S и L атома фтора равны квантовым числам недостающего
электрона. Квантовое число J вычисляется из найденных S и L с помощью
последнего правила Хунда. Это состояние поэтому является 2Р3/2-
состоянием. Отсчитывая состояния от заполненной оболочки, указывают число
свободных мест в ней, или, как принято говорить, число дырок в оболочке.
Квантовые числа дырок равны квантовым числам электронов. Основное
состояние фтора является состоянием с одной дыркой в 2р-оболочке. У
кислорода две дырки в этой оболочке. Квантовые числа S и L должны поэтому
совпадать у бора и фтора, у углерода и кислорода - у атомов с одинаковыми
количествами электронов или дырок. Квантовые числа J у этих атомов
разные, поскольку у бора и углерода J = \L - S|, а у кислорода и фтора J
= L + S.
По мере увеличения числа электронов на 2р-оболочке первый ионизационный
потенциал почти монотонно возрастает (табл. 3), и у атома неона он
достигает 21,6 В. Высокое значение ионизационного потенциала (и малая
энергия сродства к "лишнему" одиннадцатому электрону) обусловливает
химическую инертность неона. Как и гелий, неон входит в число благородных
газов. В нормальных физических условиях они находятся в газообразном
состоянии. Их атомы не объединяются в молекулы и не вступают в химические
реакции. [Это утверждение является точным только для атомов, находящихся
в основ-
152
Глава б
Таблица 4. Заполнение электронных оболочек
1 2
1 H He
Is s s2
3 4
Li Be 5 6 7 8 9 10
s s2 В С N О F Ne
р р2 р3 р4 р5 р6
11 12
Na Mg 13 14 15 16 17 18 s s2 A1 Si P S Cl Ar
p p2 p3 p4 p5 p6
19 20
К Ca 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
s s2 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
31 32 33 34 35 36 ds2 d2s2 d3s2 d5s d5s2 d6s2 d7s2 d8s2 d10s
d10s2
Ga Ge As Se Br Kr p p2 p3 p4 p5 p6
37 38
Rb Sr 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
s s2 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
49 50 51 52 53 54 ds2 d2s2 d3s2 d5s d5s2 d7s d8s d10
d10sd10s2
Jn Sn Sb Те J Xe p p2 p3 pi4 p5 p6
55 56 Cs Ba
s s2 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
81 82 83 84 85 86 Lu Hf Та W Re Os Ir Pt Au Hg
Tl Pb Bi Po At Rn ds2 d2s2 d3s2 d4s2 d5s2 d6s2 d7s2 d9s
d10s d10s2
p p2 p3 pi4 p5 p6
87 88 Fr Ra
s s2
103 104 Lr Ku
ds2 d2s2
§32. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева 153
ном состоянии. Возбужденные атомы благородных газов могут входить в
состав молекул ("эксимеры"). Такие молекулы они образуют с атомами
галогенов. Возбужденные молекулы благородных газов (ArF*, ХеСГ и др.)
используются в так называемых аксимерных лазерах, обладающих очень важным
свойством - перестраиваемой частотой излучения. Принципу действия и
устройству лазеров посвящена гл. 10.] Благородными газами, кроме 2Не и
ioNe, являются все элементы, на которых заканчивается заполнение р-
оболочки: аргон isAr [3р]6, криптон збКг [4р]6, ксенон 54Хе [5р]6, радон
86Rn [бр]6.
Перейдем к атомам, у которых начинает заполняться М-слой (п = 3). В атоме
натрия (Z = 11) десять электронов образуют конфигурацию неона, а
последний, одиннадцатый, электрон в невозбужденном атоме находится в 3s-
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed