Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

29
Îäíèì èç òàêèõ ïðèáëèæåííûõ ìåòîäîâ ðàñ÷åòà ÿâëÿåòñÿ ìåòîä Ñëåé-
òåðà*. Îí îñíîâûâàåòñÿ íà ââåäåíèè ïîíÿòèÿ ýôôåêòèâíîãî çàðÿäà ÿäðà,
êîòîðûé îáðàçóåòñÿ çà ñ÷åò ïîÿâëåíèÿ ýêðàíà èç âíóòðåííèõ ýëåêòðîíîâ,
óìåíüøàþùèõ ñâÿçü ÿäðà ñ âàëåíòíûì ýëåêòðîíîì. Îòñþäà ââîäèòñÿ ïî-
ñòîÿííàÿ ýêðàíèðîâàíèÿ s è ýôôåêòèâíûé çàðÿä ÿäðà áóäåò ðàâåí (z-s).
Òàêèì îáðàçîì, â ìåòîäå Ñëåéòåðà ïðåíåáðåãàåòñÿ âçàèìîäåéñòâèåì âà-
ëåíòíîãî ýëåêòðîíà ñ îñòàëüíûìè ýëåêòðîíàìè, è âîëíîâîå óðàâíåíèå
ñîäåðæèò êîîðäèíàòû òîëüêî ðàññìàòðèâàåìîãî ýëåêòðîíà. Ïîëó÷åííûå
â ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ âîëíîâîãî óðàâíåíèÿ îðáèòàëè èìåþò ïðèìåðíî
òàêîé æå âèä, êàê îðáèòàëè àòîìà âîäîðîäà, òàê êàê ââåäåíèå ýôôåêòèâ-
íîãî çàðÿäà ÿäðà èçìåíÿåò òîëüêî ðàäèàëüíóþ ÷àñòü âîëíîâîé ôóíêöèè.
Êàê è â àòîìå âîäîðîäà, â ìíîãîýëåêòðîííûõ àòîìàõ ñîñòîÿíèå êàæ-
äîãî ýëåêòðîíà îïðåäåëÿåòñÿ çíà÷åíèåì êâàíòîâûõ ÷èñåë n, l, m
l
è m
s
.
Âëèÿíèå ïîëåé äðóãèõ ýëåêòðîíîâ àíàëîãè÷íî âîçäåéñòâèþ âíåøíåãî
ïîëÿ. Ïîýòîìó ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîâ, èìåþùèõ îäíî è òî æå çíà÷åíèå
ãëàâíîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà n, íî ðàçíûå çíà÷åíèÿ l, ñòàíîâèòñÿ ðàçëè÷-
* Äæîí Êëàðê Ñëåéòåð  àìåðèêàíñêèé ôèçèê-òåîðåòèê, ðàáîòàë â îáëàñòè êâàíòîâîãî ñòðîåíèÿ
àòîìîâ, ìîëåêóë è êðèñòàëëîâ, òåîðèè õèìè÷åñêîé ñâÿçè.
Ðèñ. 27 Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè äëÿ
îñíîâíûõ ñîñòîÿíèé Li
+
, Na
+
, K
+
.
   Îäíèì èç òàêèõ ïðèáëèæåííûõ ìåòîäîâ ðàñ÷åòà ÿâëÿåòñÿ ìåòîä Ñëåé-
òåðà*. Îí îñíîâûâàåòñÿ íà ââåäåíèè ïîíÿòèÿ ýôôåêòèâíîãî çàðÿäà ÿäðà,
êîòîðûé îáðàçóåòñÿ çà ñ÷åò ïîÿâëåíèÿ ýêðàíà èç âíóòðåííèõ ýëåêòðîíîâ,
óìåíüøàþùèõ ñâÿçü ÿäðà ñ âàëåíòíûì ýëåêòðîíîì. Îòñþäà ââîäèòñÿ ïî-
ñòîÿííàÿ ýêðàíèðîâàíèÿ s è ýôôåêòèâíûé çàðÿä ÿäðà áóäåò ðàâåí (z-s).
Òàêèì îáðàçîì, â ìåòîäå Ñëåéòåðà ïðåíåáðåãàåòñÿ âçàèìîäåéñòâèåì âà-
ëåíòíîãî ýëåêòðîíà ñ îñòàëüíûìè ýëåêòðîíàìè, è âîëíîâîå óðàâíåíèå
ñîäåðæèò êîîðäèíàòû òîëüêî ðàññìàòðèâàåìîãî ýëåêòðîíà. Ïîëó÷åííûå
â ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ âîëíîâîãî óðàâíåíèÿ îðáèòàëè èìåþò ïðèìåðíî
òàêîé æå âèä, êàê îðáèòàëè àòîìà âîäîðîäà, òàê êàê ââåäåíèå ýôôåêòèâ-
íîãî çàðÿäà ÿäðà èçìåíÿåò òîëüêî ðàäèàëüíóþ ÷àñòü âîëíîâîé ôóíêöèè.
   Êàê è â àòîìå âîäîðîäà, â ìíîãîýëåêòðîííûõ àòîìàõ ñîñòîÿíèå êàæ-
äîãî ýëåêòðîíà îïðåäåëÿåòñÿ çíà÷åíèåì êâàíòîâûõ ÷èñåë n, l, ml è ms.
Âëèÿíèå ïîëåé äðóãèõ ýëåêòðîíîâ àíàëîãè÷íî âîçäåéñòâèþ âíåøíåãî
ïîëÿ. Ïîýòîìó ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîâ, èìåþùèõ îäíî è òî æå çíà÷åíèå
ãëàâíîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà n, íî ðàçíûå çíà÷åíèÿ l, ñòàíîâèòñÿ ðàçëè÷-




    Ðèñ. 27 Ðàäèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè äëÿ
                  îñíîâíûõ ñîñòîÿíèé Li+, Na+, K+.
* Äæîí Êëàðê Ñëåéòåð – àìåðèêàíñêèé ôèçèê-òåîðåòèê, ðàáîòàë â îáëàñòè êâàíòîâîãî ñòðîåíèÿ
àòîìîâ, ìîëåêóë è êðèñòàëëîâ, òåîðèè õèìè÷åñêîé ñâÿçè.

                                                                                       29