Физико-химические основы биолюминесцентного анализа. Кудряшева Н.С - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

13
приводит к периодическому изменению ряда физических
свойств элементов - атомных радиусов, потенциалов иониза-
ции, сродства к электрону. При передвижении вдоль периода
системы наблюдаются также закономерные изменения в спек-
трах поглощения и испускания атомов, которые периодически
повторяются.
Характерные оптические свойства атомов элементов периоди-
ческой системы Менделеева определяются главным образом
валентными электронами, расположенными на внешних орби-
талях. Линии в спектрах поглощения и испускания элемента
связаны в основном с электронными переходами s - p, s - d, d -
p, d - f и т.д. Элементы, стоящие в одной группе периодической
системы, имеют подобные электронные конфигурации (сово-
купности атомных орбиталей различного пространственного
строения) и сходные спектры. Наблюдается самая непосредст-
венная связь между энергией электронных уровней (опреде-
ляемой главным квантовым числом n), орбитальной природой
(орбитальное квантовое число l) и мультиплетностью (спино-
вое квантовое число s), с одной стороны, и оптическими свой-
ствами атомов, связанными с определенными правилами
отбора, - с другой. Таким образом, периодичность физико-
химических (в том числе и оптических) свойств атомов обу-
словлена распределением электронов по орбиталям или по
энергетическим уровням этих орбиталей, которым можно при-
писывать соответствующие значения квантовых чисел n, l, m, s.
Аналогично атомам электронные переходы молекул можно
также классифицировать по орбитальному признаку. В сле-
дующих разделах будет рассмотрена периодичность свойств
молекул в зависимости от строения молекулярных орбиталей.
Однако предварительно следует остановиться на закономерно-
стях формирования химической связи при образовании моле-
кул из атомов.
1.1.2. Метод молекулярных орбиталей
14
При образовании химической связи между атомами проис-
ходит перекрывание атомных орбиталей. Электроны в молеку-
ле становятся общими для обоих атомов, образуя
молекулярную орбиталь. Метод молекулярных орбиталей
(ММО) рассматривает все электроны молекулы находящимися
не на атомных, а на молекулярных орбиталях.
Типы молекулярных орбиталей
Когда электрон одного атома при сближении попадает в
сферу действия другого атома, характер движения, а следова-
тельно, и волновая функция электрона изменяются. В образо-
вавшейся молекуле волновые функции или орбитали
электронов неизвестны. Чаще всего молекулярные орбитали
получают линейной комбинацией атомных орбиталей (ЛКАО).
В простейшем случае молекулярную орбиталь можно получить
как линейную комбинацию атомных орбиталей, складывая или
вычитая волновые функции. Например, волновые функции или
орбитали водорода 1s могут дать две линейные комбинации -
одну при сложении (рис. 4а), другую при вычитании (рис. 4б).
Когда волновые функции складываются (рис. 4а), то в области
перекрывания плотность электронного облака, пропорциональ-
ная ψ
2
, становится больше, между ядрами атомов создается из-
быточный отрицательный заряд - и ядра атомов притягиваются
к нему. Молекулярная орбиталь молекулы водорода, получен-
ная сложением волновых функций атомов водорода, называет-
ся связывающей (рис.5). Если волновые функции вычитаются
(рис. 4б), то в области между ядрами атомов плотность элек-
тронного облака становится равной нулю, электронное облако
"выталкивается" из области между атомами. Образующаяся
молекулярная орбиталь называется разрыхляющей молеку-
лярной орбиталью (рис.5).
При образовании молекулы водорода из атомов s-орбитали
образуют только
σ
-связь. Полученные молекулярные орбитали
обозначаются: сигма-связывающая -
σ
св
, и сигма разрыхляю-
щая -
σ
р
, (рис.5).

Страницы