Физико-химические основы биолюминесцентного анализа. Кудряшева Н.С - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

9
вая механика ввела понятие пространства, в котором электрон
находится большую часть времени. Эти пространства получили
название орбиталей. Интерпретация орбиталей состоит в сле-
дующем. Электрон часто бывает удобно рассматривать как бы
размазанным в пространстве орбитали в виде электронного об-
лака, поэтому величина ψ
2
служит также и мерой электронной
плотности в данном объеме. В этом смысле под орбиталью
можно понимать пространство, заключающее около 90% элек-
тронного облака.
Чрезвычайно важной характеристикой орбитали является
вид ее симметрии. Орбитали, имеющие шаровую симметрию,
носят название s-орбиталей. Орбитали, имеющие вид гантелей,
называются p-орбиталями. Более сложный вид имеют d- и f-
орбитали. Из решения уравнения Шредингера следует, что в
электронном уровне может быть одна s-орбиталь, три p-
орбитали, пять d- и семь f-орбиталей. Оси трех p-орбиталей
расположены под углом 90° друг к другу. Расположение пяти
d-орбиталей показано на рис 2.
Дискретные квантовые состояния электрона в атоме прояв-
ляются в различии форм орбиталей и отсутствии промежуточ-
ных между ними форм, в определенном расположении
орбиталей в пространстве, когда некоторые направления пред-
почтительно заполняются электронами, а другие пустуют. Су-
ществует система квантовых характеристик электрона
(обозначаемых формально квантовыми числами), которая оп-
ределяет, какие характеристики движения изменяются скачко-
образно.
Главное квантовое число. Главное квантовое число n оп-
ределяет энергию электрона и может принимать любые цело-
численные значения: 1, 2, 3.... Энергию электрона в атоме
водорода можно определить из уравнения
22
2
1
6,13
1
2
nn
r
e
E
b
−=−= , эв,
10
здесь е - заряд электрона;
b
r - боровский радиус, равный 0,53
А.
Графически энергию квантовых состояний электронов в
атоме водорода можно изобразить при помощи уровней энер-
гии. На рис.3 горизонтальные линии соответствуют значениям
энергии электрона в атоме водорода. Энергия связи электрона с
ядром оценивается количеством энергии, необходимой для его
удаления от ядра на бесконечное расстояние. Поэтому значе-
ния энергии электрона указываются со знаком минус. На бли-
жайшем к ядру энергетическом уровне энергия электрона
минимальна.
Излучение или поглощение энергии происходит при изме-
нении квантового состояния электронного облака, т.е. при из-
менении его энергии.
Орбитальное квантовое число. Энергетические уровни
обычно представляют собой совокупность подуровней. Это
связано с тем, что энергия электрона зависит не только от рас-
стояния от ядра, но и от момента количества движения (mvr).
Этот орбитальный момент количества движения электрона
также подчиняется законам квантования, т.е. принимает не лю-
бые, а только вполне определенные значения. Величина орби-
тального момента количества движения электрона
определяется квантовым числом l (орбитальное квантовое чис-
ло), которое может принимать целочисленные значения от 0 до
(n-1). Каждому значению l соответствует определенная форма
орбитали. Квантовые подуровни с различными величинами l (l
= 0, 1, 2, 3...) чаще всего обозначают буквами (соответственно,
s-, p-, d-, f-подуровни), а электроны, находящиеся в этих со-
стояниях, s-, p-, d-, f-электронами. Решения уравнения Шре-
дингера показывают, что s-электроны (l=0) имеют орбитали в
форме шара, р-электроны (l=1) - форму гантели, d-электроны -
форму розетки или сложной гантели (см. рис.2).
E, эв
n ∞ (свободный электрон)

Страницы