Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

20
Íà ðèñ.15 ïðèâåäåíà ôóíêöèÿ ðàäèàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ äëÿ 1s- ýëåêò-
ðîíà, îòêóäà ñëåäóåò, ÷òî â îáëàñòè ÿäðà îíà ðàâíà íóëþ â îòëè÷èå îò ãðàôè-
êà
2
() ()
Rr fr

=

(ðèñ.10). Ýòî ñëåäóåò èç òîãî, ÷òî ó ÿäðà r=0 è, ñëåäîâàòåëüíî,
âñÿ ôóíêöèÿ 4π r
2
[R(r)]
2
òàêæå ðàâíà íóëþ. Êðîìå òîãî, íà ðèñ.15 ìàêñèìóì
êðèâîé ðàñïðåäåëåíèÿ íàõîäèòñÿ íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè îò ÿäðà, êîòîðîå,
êñòàòè, ñîîòâåòñòâóåò ðàäèóñó ïåðâîé áîðîâñêîé îðáèòû.
Ñìåùåíèå ìàêñèìóìà ïëîòíîñòè âåðîÿòíîñòè îò ÿäðà íà ðàññòîÿíèå
r
0
îáúÿñíÿåòñÿ ðàçëè÷íîé çàâèñèìîñòüþ îò ðàññòîÿíèÿ äâóõ ñîìíîæèòå-
ëåé: 4π r
2
(îáúåì øàðîâîãî ñëîÿ) è [R(r)]
2
- ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè. Âíà-
÷àëå ñ óâåëè÷åíèåì ðàäèóñà ìíîæèòåëü [R(r)]
2
óìåíüøàåòñÿ ìåäëåííåå,
÷åì ðàñòåò âåëè÷èíà 4π r
2
, à çàòåì ðîëè ìåíÿþòñÿ. Îòñþäà è ïîÿâëåíèå
ìàêñèìóìà ôóíêöèè 4π r
2
[R(r)]
2
íà îïðåäåëåííîì ðàññòîÿíèè îò ÿäðà.
Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå âåðîÿòíîñòè äëÿ 1s-,2s-,3s- è 4s- ýëåêòðî-
íîâ ïîêàçàíî íà ðèñ.16.
Ðèñ. 16 Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè
äëÿ s-ýëåêòðîíà àòîìà âîäîðîäà
Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî â îòëè÷èå îò 1s- ýëåêòðîíà, 2s-, 3s- è 4s- ýëåê-
òðîíû êðîìå îñíîâíîãî ìàêñèìóìà â ñâîåì ñôåðè÷åñêîì ñëîå, èìåþò
íåáîëüøèå äîïîëíèòåëüíûå ìàêñèìóìû áëèæå ê ÿäðó. Ýòî ãîâîðèò îá
îïðåäåëåííîé âåðîÿòíîñòè ïðåáûâàíèÿ ýëåêòðîíà â íåïîñðåäñòâåííîé
áëèçîñòè îò ÿäðà, ÷òî, êàê áóäåò ïîêàçàíî äàëåå, èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå
â âåëè÷èíå ýíåðãèè ñâÿçè ýëåêòðîíà ñ ÿäðîì. Åùå ðàç íàïîìíèì, ÷òî
ôóíêöèè ðàäèàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè âåðîÿòíîñòè âñåãäà ïî-
ëîæèòåëüíû (ñð. ðèñ.16 è 13, à òàêæå ðèñ.5,á).
   Íà ðèñ.15 ïðèâåäåíà ôóíêöèÿ ðàäèàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ äëÿ 1s- ýëåêò-
ðîíà, îòêóäà ñëåäóåò, ÷òî â îáëàñòè ÿäðà îíà ðàâíà íóëþ â îòëè÷èå îò ãðàôè-
          2
êà  R(r) = f (r) (ðèñ.10). Ýòî ñëåäóåò èç òîãî, ÷òî ó ÿäðà r=0 è, ñëåäîâàòåëüíî,
âñÿ ôóíêöèÿ 4π r2[R(r)]2 òàêæå ðàâíà íóëþ. Êðîìå òîãî, íà ðèñ.15 ìàêñèìóì
êðèâîé ðàñïðåäåëåíèÿ íàõîäèòñÿ íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè îò ÿäðà, êîòîðîå,
êñòàòè, ñîîòâåòñòâóåò ðàäèóñó ïåðâîé áîðîâñêîé îðáèòû.
    Ñìåùåíèå ìàêñèìóìà ïëîòíîñòè âåðîÿòíîñòè îò ÿäðà íà ðàññòîÿíèå
r0 îáúÿñíÿåòñÿ ðàçëè÷íîé çàâèñèìîñòüþ îò ðàññòîÿíèÿ äâóõ ñîìíîæèòå-
ëåé: 4π r2 (îáúåì øàðîâîãî ñëîÿ) è [R(r)]2- ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè. Âíà-
÷àëå ñ óâåëè÷åíèåì ðàäèóñà ìíîæèòåëü [R(r)]2 óìåíüøàåòñÿ ìåäëåííåå,
÷åì ðàñòåò âåëè÷èíà 4π r2, à çàòåì ðîëè ìåíÿþòñÿ. Îòñþäà è ïîÿâëåíèå
ìàêñèìóìà ôóíêöèè 4π r2[R(r)]2 íà îïðåäåëåííîì ðàññòîÿíèè îò ÿäðà.
    Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå âåðîÿòíîñòè äëÿ 1s-,2s-,3s- è 4s- ýëåêòðî-
íîâ ïîêàçàíî íà ðèñ.16.




       Ðèñ. 16 Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè
                    äëÿ s-ýëåêòðîíà àòîìà âîäîðîäà
   Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî â îòëè÷èå îò 1s- ýëåêòðîíà, 2s-, 3s- è 4s- ýëåê-
òðîíû êðîìå îñíîâíîãî ìàêñèìóìà â ñâîåì ñôåðè÷åñêîì ñëîå, èìåþò
íåáîëüøèå äîïîëíèòåëüíûå ìàêñèìóìû áëèæå ê ÿäðó. Ýòî ãîâîðèò îá
îïðåäåëåííîé âåðîÿòíîñòè ïðåáûâàíèÿ ýëåêòðîíà â íåïîñðåäñòâåííîé
áëèçîñòè îò ÿäðà, ÷òî, êàê áóäåò ïîêàçàíî äàëåå, èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå
â âåëè÷èíå ýíåðãèè ñâÿçè ýëåêòðîíà ñ ÿäðîì. Åùå ðàç íàïîìíèì, ÷òî
ôóíêöèè ðàäèàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè âåðîÿòíîñòè âñåãäà ïî-
ëîæèòåëüíû (ñð. ðèñ.16 è 13, à òàêæå ðèñ.5,á).

20