Головна

Тема 8. Квантові числа.

  1.  Введення в теорію полів. Комплексні числа.
  2.  Розділ дев'ятнадцятий. ЧЕТВЕРТА КНИГА МОЙСЕЄВА ЧИСЛА.
  3.  Дайте визначення арккосинуса числа. Наведіть приклади.
  4.  Дайте визначення арксинуса числа. Наведіть приклади.
  5.  Дайте визначення арктангенса числа. Наведіть приклади.
  6.  Дайте визначення котангенс числа.
  7.  Десятковій Запис Наближення чисел. Значущих цифра числа. Дійсна значущих цифра

1. Квантові числа n, l, m, ms і їх зв'язок з фізичними характеристиками стану електрона.

Стан електрона в квантовій системі повністю описується за допомогою 4-х квантових чисел: n, l, m, mS.

1) n = 1,2,3, ..., ? - головне квантове число входить у вираз для енергії електрона.

2) l = 0,1,2, ..., (n-1) - орбітальне квантове число входить у вирази для орбітальних механічного LОРБ і магнітного pОРБ моментів електрона в атомі. Показує, що орбітальні моменти квантуються, т. Е. Можуть приймати тільки дискретні значення.

 - Механічний орбітальний момент (момент імпульсу).

 - Магнітний орбітальний момент.

3) m = -l, ..., - 1,0, + 1, ..., + l - магнітне квантове число входить у вираз для проекцій орбітальних моментів на напрямок Z зовнішнього поля. Показує, що площина, в якій рухається електрон в зовнішньому полі орієнтується тільки певним чином, так щоб проекції моментів були кратні  або .

4)  - Магнітне власне квантове число входить у вираз для проекцій власного механічного Lсобст і магнітного рсобст моментів на напрямок Z зовнішнього поля. Показує, що орієнтація власних моментів може мати тільки два значення.

2. Отримайте вираз, що пов'язує механічний і магнітний моменти орбітального руху електрона в атомі. Напишіть умови квантуемого цих моментів. Магнетон Бора. Гіромагнітне відношення.

1)  - Механічний орбітальний момент (момент імпульсу).

 - Магнітний орбітальний момент.

Гіромагнітне відношення:  - Відношення орбітальних магнітного і механічного моменту (як вектор вектори вони спрямовані протилежно, щодо мінусів-ПИТАННЯ).

2) Орбітальні моменти квантуються, т. Е. Можуть приймати тільки дискретні значення:

магнетон Бора (Магн. Моменти прийнято виражати в магнетонах бору): .

3. Проекції орбітальних і власних моментів електрона на напрямок зовнішнього поля. Квантуемого цих величин. Спін електрона. Досліди Штерна і Герлаха. Як слід розуміти вирази «частинка з цілим або напівцілим спіном»?

1)  - Проекція орбітального механічного моменту на напрям Z. Площина, в якій рухається електрон в зовнішньому полі орієнтується тільки певним чином, так щоб проекція моменту була кратна .

 - Проекція орбітального магнітного моменту на напрямок Z. кратного .

2)  - Проекція власного механічного моменту на напрям Z (2 зн).

 - Проекція власного магнітного моменту на направл. Z (2 зн).

спін - Власний механічний момент (момент імпульсу) електрона  , Пов'язаний з обертанням електрона навколо власної осі.

s = 1/2 - спіновий квантове число.

має тільки одне значення.

У квантовій механіці розрізняють частки з «цілим» спіном (бозони) і «напівцілим» спіном (ферміони). Мається на увазі, що проекція спина або кратна  , Або кратна половині .

4. Принцип Паулі. Періодична система елементів Д. і. Менделєєва. Заповнення електронами енергетичних оболонок атомів. Формула електронної конфігурації атомів. Як пояснюються порушення послідовності заповнення оболонок?

Принцип Паулі: «Ніякі два електрона в атомі не можуть перебувати в одному і тому ж квантовому стані, кожен електрон повинен мати свій набір квантових чисел n, l, m, mS».

Принципом Паулі підкоряються мікрочастинки, які мають напівцілий спин - електрон, протон, нейтрон, нейтрино. Частинки з напівцілим спіном називають фермионами. Принцип Паулі пояснює, чому електрони в багатоелектронних атомах утворюють енергетичні оболонки і подоболочки.

Кількість ел. з одинак. n, l, m, mS: 1

Кількість ел. з одинак. n, l, m: 2

Кількість ел. з одинак. n, l: 2 (2l + 1)

Кількість ел. з одинак. n, алгебр. суму:

Розподіл електронів в атомах визначається:

1. принципом Паулі;

2. принципом найменшої енергії.

Заповнення оболонок атомів: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 і т.д.

K L M N

Тут 1,2,3,4 ... - головні квантові числа n; s, p, d, f ... - буквені позначення орбітальних квантових чисел l (подоболочки); K, L, M, N ... - оболонки. Верхні індекси - кількість електронів з даними n і l. Сума верхніх чисел дає загальна кількість електронів в даному атомі.

Подібний розподіл є ідеалізованим (проти правила Клечковского). Воно було б таким, якби кожен електрон в атомі взаємодіяв тільки з ядром атома. Насправді даний електрон відчуває вплив інших електронів атома. Часто енергетично вигідним виявляється стан, коли нижня оболонка заповнена не повністю, а починає заповнюватися наступна. Порушення в заповненні електронних оболонок атомів спостерігаються у № 19 - калій і більш важких елементів.

 




 Квантова фізика. Виникнення квантової фізики. |  Тема 1. Теплове випромінювання. |  Випромінювання електромагнітних хвиль, що відбувається за рахунок енергії теплового руху молекул, називають тепловим випромінюванням. |  Тема 2. Дуалізм властивостей електромагнітного випромінювання. |  Тема 3. Фотоефект. |  Тема 4. Ефект Комптона. |  Тема 5. Енергетичні спектри атомів і модель атома Бора. |  Тема 6. Принципи квантової механіки. Рівняння Шредінгера. |  надпровідність |  Ширина зони провідності і число рівнів в ній |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати