Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

15
äåëÿåòñÿ êâàäðàòîì ψóíêöèè (ψ
2
). Ýòî ðàçëè÷èå õîðîøî ïðîñìàòðèâàåò-
ñÿ íà ðèñ.8, ãäå ôîðìà ãðàíè÷íîé ïîâåðõíîñòè äëÿ
ψ
2
-ôóíêöèè íåñêîëüêî
áîëåå âûòÿíóòà. Îäíàêî ðàçëè÷èå ýòî íå î÷åíü ñóùåñòâåííî è ïîýòîìó ÷à-
ñòî ïîä îðáèòàëüþ ïîäðàçóìåâàþò ñàìî ýëåêòðîííîå îáëàêî.
Ôîðìà, ðàçìåð è îðèåíòàöèÿ îðáèòàëåé è ñîîòâåòñòâóþùèõ èì ýëåêò-
ðîííûõ îáëàêîâ îïðåäåëÿåòñÿ òðåìÿ êâàíòîâûìè ÷èñëàìè, êîòîðûå â êà-
÷åñòâå áåçðàçìåðíûõ ïàðàìåòðîâ ñîäåðæàòñÿ â âîëíîâûõ ôóíêöèÿõ ψ ïðè
ðåøåíèè âîëíîâîãî óðàâíåíèÿ. Ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå ðàçëè÷íûå òèïû
àòîìíûõ îðáèòàëåé. Äëÿ ýòîãî âîëíîâóþ ôóíêöèþ îáû÷íî ïðåäñòàâëÿþò
íå â ïðÿìîóãîëüíûõ, à â ñôåðè÷åñêèõ (ïîëÿðíûõ) êîîðäèíàòàõ (ðèñ.9). Ïî-
ëîæåíèå òî÷êè Q â ñôåðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ îïðåäåëÿåòñÿ ðàäèóñîì-âåê-
òîðîì r, ò.å. ðàññòîÿíèåì îò òî÷êè Q äî íà÷àëà êîîðäèíàò, óãëîì θ ìåæäó
íàïðàâëåíèåì r è îñüþ z (óãîë øèðîòû) è óãëîì
ϕ
ìåæäó ïðîåêöèåé âåê-
òîðà r íà ïëîñêîñòü xy è îñüþ x (óãîë äîëãîòû).
Ðèñ 9. Îïðåäåëåíèå ïîëÿðíûõ êîîðäèíàò (r,
θ
,
ϕ
) äëÿ òî÷êè Q; r - ðàäè-
àëüíàÿ êîîðäèíàòà,
θ
è
ϕ
- óãëîâûå êîîðäèíàòû. Ïîêàçàíû òàêæå îñè
ïðÿìîóãîëüíîé ñèñòåìû êîîðäèíàò (x,y,z). Â öåíòðå ðèñóíêà íàõîäèòñÿ
òî÷êà îòñ÷åòà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ íà÷àëó êîîðäèíàò.
äåëÿåòñÿ êâàäðàòîì ψ-ôóíêöèè (ψ2). Ýòî ðàçëè÷èå õîðîøî ïðîñìàòðèâàåò-
ñÿ íà ðèñ.8, ãäå ôîðìà ãðàíè÷íîé ïîâåðõíîñòè äëÿ ψ2-ôóíêöèè íåñêîëüêî
áîëåå âûòÿíóòà. Îäíàêî ðàçëè÷èå ýòî íå î÷åíü ñóùåñòâåííî è ïîýòîìó ÷à-
ñòî ïîä îðáèòàëüþ ïîäðàçóìåâàþò ñàìî ýëåêòðîííîå îáëàêî.
   Ôîðìà, ðàçìåð è îðèåíòàöèÿ îðáèòàëåé è ñîîòâåòñòâóþùèõ èì ýëåêò-
ðîííûõ îáëàêîâ îïðåäåëÿåòñÿ òðåìÿ êâàíòîâûìè ÷èñëàìè, êîòîðûå â êà-
÷åñòâå áåçðàçìåðíûõ ïàðàìåòðîâ ñîäåðæàòñÿ â âîëíîâûõ ôóíêöèÿõ ψ ïðè
ðåøåíèè âîëíîâîãî óðàâíåíèÿ. Ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå ðàçëè÷íûå òèïû
àòîìíûõ îðáèòàëåé. Äëÿ ýòîãî âîëíîâóþ ôóíêöèþ îáû÷íî ïðåäñòàâëÿþò
íå â ïðÿìîóãîëüíûõ, à â ñôåðè÷åñêèõ (ïîëÿðíûõ) êîîðäèíàòàõ (ðèñ.9). Ïî-
ëîæåíèå òî÷êè Q â ñôåðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ îïðåäåëÿåòñÿ ðàäèóñîì-âåê-
òîðîì r, ò.å. ðàññòîÿíèåì îò òî÷êè Q äî íà÷àëà êîîðäèíàò, óãëîì θ ìåæäó
íàïðàâëåíèåì r è îñüþ z (óãîë øèðîòû) è óãëîì ϕ ìåæäó ïðîåêöèåé âåê-
òîðà r íà ïëîñêîñòü xy è îñüþ x (óãîë äîëãîòû).




 Ðèñ 9. Îïðåäåëåíèå ïîëÿðíûõ êîîðäèíàò (r,θ,ϕ) äëÿ òî÷êè Q; r - ðàäè-
 àëüíàÿ êîîðäèíàòà, θ èϕ - óãëîâûå êîîðäèíàòû. Ïîêàçàíû òàêæå îñè
ïðÿìîóãîëüíîé ñèñòåìû êîîðäèíàò (x,y,z). Â öåíòðå ðèñóíêà íàõîäèòñÿ
         òî÷êà îòñ÷åòà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ íà÷àëó êîîðäèíàò.

                                                                    15