Общая химия. Семинарские и практические занятия. Торосян В.Ф - 109 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

111
Удобнее для химии второй подход, и мы будем использовать его.
Электроны в атоме рассматриваются как почти ограниченные в
пространстве атома «стоячие волны» или не имеющие точно
очерченных границ облака, в которых распределена (делокализована)
электронная плотность, т. е. масса и заряд электрона. В этой трактовке
оказывается, что наблюдаются сгущения электронного облака
(плотности электрона) в тех же областях пространства вокруг ядра, где
электрон чаще наблюдается по первой трактовке. Нельзя говорить, что
какой-то из этих подходов «правильнее», это средство наглядно, почти
без математики, излагать абстрактные понятия.
Распределение электронной плотности в атоме можно
количественно найти из решения уравнения австрийского физика Э.
Шрёдингера
Ψ=Ψ+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∂
Ψ∂
+
∂
Ψ∂
+
∂
Ψ∂
− EU
zyxm
h
2
2
2
2
2
2
2
2
8
π
,
где h – постоянная Планка; m – масса электрона; Е – его полная
энергия; U – потенциальная энергия; x, y, z – координаты; ψ – волновая
функцмя электрона (амплитуда его волнового движения в трехмерном
пространстве). При решении уравнения Шреденгера находят энергию
электрона и его волновую функцию ψ. Из этого следует, что состояние
электрона в атоме описывается некоторой математической функцией,
зависящей от координат х, у, z. Квадрат этой функции, ψ
2
,
пропорционален вероятности обнаружения электрона в точке (х, у, z)
(или электронной плотности − по второму подходу).
Свойства электронов в атоме полностью определяются набором
из четырех чисел, называемых квантовыми числами. Три числа − целые,
четвертое − полуцелое. Электрону в атоме можно приписать набор
четверки чисел, который однозначно задает конкретное выражение для
ψ
2
− функции, которая, в свою очередь, определяет энергию, импульс и
прочие физические параметры, т. е. состояние электрона в атоме. Таким
образом, набор этих возможных состояний электрона в атоме
дискретен, их можно пересчитать. Возможные значения и взаимосвязь
квантовых чисел следует из математического описания свойств
электрона в атоме.
Главное квантовое число n – целое, положительное, изменяется от
1 до бесконечности, определяет энергию электрона в атоме.

Страницы