Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Спиновое квантовое число - или S




Электрон, двигаясь в поле ядра атома, кроме орбитального момента количества движения (или импульса) обладает также собственным моментом количества движения (импульса), что можно упрощенно рассматривать как результат веретенообразного вращения электрона вокруг своей оси. Это свойство электрона получило название спина (от английского слова spin- кручение, вращение). Величину и ориентацию спина характеризует спиновое квантовое число - или S, которое может иметь только 2 значения: +1/2 или -1/2, таким образом, как и в случае остальных квантовых чисел, возможные значения спинового квантового числа различаются на единицу.

Положительное и отрицательное значения спина связаны с его направлением. Поскольку спин – величина векторная, его условно обозначают стрелкой, направленной вверх или вниз . При одинаковых значениях спинового квантового числа говорят о параллельных спинах и изображают в виде одинаково направленных стрелок: и , а при различных значениях ( = + и = - ) – об антипараллельных спинах и изображают в виде разнонаправленных стрелок: и .

Итак, поведение электрона в атоме может быть полностью отражено совокупностью из четырех квантовых чисел: n , , , . Они определяют энергию электрона, объем и форму пространства, в котором вероятно его пребывание около ядра. При переходе атома из одного состояния в другое, в связи с чем меняются значения квантовых чисел, атом поглощает или испускает квант энергии – фотон.

Принцип Паули

В 1925 г. шведский ученый В.Паули сформулировал положение, названное принципом Паули, согласно которому в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел (или: у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми).

В соответствии с принципом Паули на одной атомной орбитали, характеризующейся определенными значениями трех квантовых n , , чисел, могут находиться только два электрона, отличающиеся значениями спинового квантового числа ( = + и = - ), т.е. электроны с анти-параллельными спинами: . Такие электроны называются спаренными, в отличие от одиночного (т.е. неспаренного) электрона, занимающего какую-либо орбиталь.

Пользуясь принципом Паули, можно подсчитать, какое максимальное число электронов может находиться на различных энергетических уровнях и подуровнях в атоме.

Поскольку каждый энергетический уровень включает n2 орбиталей (n – главное квантовое число), то его емкость равна 2n2, т.е. по мере удаления от ядра емкость уровней увеличивается и составляет 2 (n = 1), 8 (n = 2), 18 (n=3), 32 (n = 4) … электронов (табл. 1).

Таблица 1

Квантовые состояния электронов,

емкость энергетических уровней и подуровней

Энергети-ческий уровень Энергети-ческий подуровень Возможные значения магнитного квантового числа ml Число орбиталей Максимальное число электронов
в поду-ровне в уров-не на поду-ровне на уров-не
К (n=1) s (l=0)
L (n=2) s (l=0) p (l=1) +1,0,–1
M (n=3) s (l=0) p (l=1) d (l=2) +1,0,–1 +2,+1,0,–1,–2
N (n=4) s (l=0) p (l=1) d (l=2) f (l=3) +1,0,–1 +2,+1,0,–1,–2 +3,+2,+1,0,–1,–2, –3

Число орбиталей на подуровне совпадает с числом значений ml и равно (2l+1), поэтому на каждом подуровне максимально может находиться 2(2l+1) электронов.

На s-подуровне (l = 0) в одной орбитали могут находиться максимально 2 электрона; на р-подуровне (l = 1) три атомных орбитали и максимально шесть электронов; на d-подуровне (l = 2) пять атомных орбиталей и десять электронов; на f-подуровне (l = 3) семь атомных орбиталей и максимальная емкость подуровня – четырнадцать электронов (табл. 1).

 




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных