ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
7
Для атома водорода радиус орбиты порядка
8
105,0
−
⋅ см, а следо-
вательно,
24
10125,0
−
⋅=α
3
см . Измерения дают, как будет показано ниже,
результат того же порядка. Более строгий квантовомеханический рас-
чёт даёт результат, по порядку совпадающий с (6):
3
2
9
r=α . (6а)
т.е. поляризуемость водородного атома оказывается близкой к кубу
радиуса электронной орбиты. Формула (6а) даёт результат, хорошо со-
гласующийся с опытом.
Для более сложных атомов формула (6а) непригодна. Однако
можно ожидать, что с увеличением радиуса электронной орбиты поля-
ризуемость атома должна сильно возрастать, так как связь между элек-
троном и ядром при этом уменьшается.
При увеличении числа электронов на орбитах в атоме поляри-
зуемость также должна расти; каждый электрон будет испытывать
под действием электрического поля некоторое смещение. Наибольшее
смещение под действием поля должны испытывать валентные элек-
троны, как наиболее слабо связанные с ядром.
Исходя из этих соображений, можно предсказать, в каком на-
правлении должна изменяться поляризуемость атома при переходе от од-
ного элемента к другому в том порядке, в каком они расположены в
периодической системе Менделеева. При переходе вдоль столбцов таб-
лицы Менделеева сверху вниз поляризуемость атома от элемента к
элементу должна увеличиваться. Действительно, при таком переходе об-
щее число электронов на орбитах увеличивается, и радиус внешней орби-
ты растёт. Это положение иллюстрируется данными, сведёнными в таб-
лицу 1 (см. приложение).
При увеличении порядкового номера элемента вдоль по строке пе-
риодической системы поляризуемость атома может и возрастать, и
убывать в зависимости от того, что преобладает: эффект увеличения
числа электронов или же эффект уменьшения радиусов орбит. Так, на-
пример, атомы углерода и азота обладают одинаковой поляризуемостью,
видимо, потому, что оба указанных эффекта при переходе от углерода к
азоту взаимно уничтожаются (см. табл. 2 (см. приложение)).
Поляризуемость самых различных атомов всегда имеет порядок
куба радиуса (
24
10~
−
3
см ).
В ряде случаев существенное значение имеет электронная поляри-
зуемость ионов. Многие кристаллические диэлектрики построены из
ионных решёток. В аморфных диэлектриках имеется большое число
различных ионов. Весьма важно знать поэтому электронную поляри-
зуемость того или иного иона. Поляризация смещения электронных ор-
бит в ионе имеет примерно тот же характер, что и в атоме.
Наиболее устойчивыми являются те ионы, электронная оболочка
которых соответствует электронной оболочке атомов того или иного
инертного газа.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Для атома водорода радиус орбиты порядка 0,5 ⋅10 −8 см, а следо- вательно, α = 0,125 ⋅ 10 −24 см 3 . Измерения дают, как будет показано ниже, результат того же порядка. Более строгий квантовомеханический рас- чёт даёт результат, по порядку совпадающий с (6): 9 3 α= r . (6а) 2 т.е. поляризуемость водородного атома оказывается близкой к кубу радиуса электронной орбиты. Формула (6а) даёт результат, хорошо со- гласующийся с опытом. Для более сложных атомов формула (6а) непригодна. Однако можно ожидать, что с увеличением радиуса электронной орбиты поля- ризуемость атома должна сильно возрастать, так как связь между элек- троном и ядром при этом уменьшается. При увеличении числа электронов на орбитах в атоме поляри- зуемость также должна расти; каждый электрон будет испытывать под действием электрического поля некоторое смещение. Наибольшее смещение под действием поля должны испытывать валентные элек- троны, как наиболее слабо связанные с ядром. Исходя из этих соображений, можно предсказать, в каком на- правлении должна изменяться поляризуемость атома при переходе от од- ного элемента к другому в том порядке, в каком они расположены в периодической системе Менделеева. При переходе вдоль столбцов таб- лицы Менделеева сверху вниз поляризуемость атома от элемента к элементу должна увеличиваться. Действительно, при таком переходе об- щее число электронов на орбитах увеличивается, и радиус внешней орби- ты растёт. Это положение иллюстрируется данными, сведёнными в таб- лицу 1 (см. приложение). При увеличении порядкового номера элемента вдоль по строке пе- риодической системы поляризуемость атома может и возрастать, и убывать в зависимости от того, что преобладает: эффект увеличения числа электронов или же эффект уменьшения радиусов орбит. Так, на- пример, атомы углерода и азота обладают одинаковой поляризуемостью, видимо, потому, что оба указанных эффекта при переходе от углерода к азоту взаимно уничтожаются (см. табл. 2 (см. приложение)). Поляризуемость самых различных атомов всегда имеет порядок куба радиуса ( ~ 10 −24 см 3 ). В ряде случаев существенное значение имеет электронная поляри- зуемость ионов. Многие кристаллические диэлектрики построены из ионных решёток. В аморфных диэлектриках имеется большое число различных ионов. Весьма важно знать поэтому электронную поляри- зуемость того или иного иона. Поляризация смещения электронных ор- бит в ионе имеет примерно тот же характер, что и в атоме. Наиболее устойчивыми являются те ионы, электронная оболочка которых соответствует электронной оболочке атомов того или иного инертного газа. 7 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »