Файл: Столярчук В.Г. Строение атома и периодическая система элементов Д. И. Менделеева.pdf

-

61

-

При

этом

энергия

в о з р а с т а е т

ка к с

увеличением

п,

т а к

к о увеличением

$

Например,

для

наиболее удалённого

о т ядра

электрона

в *

атоме

разность

энергий

для

уровней с

квантовыми

чиолаии

/7 = 3,

£ •= 0 и

ё - I р а в н а 2 , 1 о в .

В практике для обозначения величины

орбитального

к в а н ­

тового

чиола

используют

номенклатуру

а т о м н о й ' с п е к т р о с к о п и и ,

когда

i,

=

О, решение

называют

g -

функцией,

g

=

I

f

-

функцией,

ё

=

2

- " -

d

-

функцией,

g =

3

'

- п -

'

7

-

Функцией,

£ =

ч

- " г

^

-

Функцией,

# =

5

/'

-

функцией.

Энвргетичес кие уровни ,

обозначаемые

^,

называются

подуровнями.

Число

подуровней

в у р о в н е

( о п р е д е л я е м о м / ? )

равно номеру уровня п . Например, при

/ 7 = 2 , значения

С

будут равны .0 и I

(или

S

и ?

) , что

с о о т в е т с т в у е т

двум

подуровням. •

На переход электрона с подуровня на

подуровень н а к л а д ы ­

ваются

о г р а н и ч е н и я .

Например,

в уровне

# =

3,

имеющем

три подуровня

2 = 0 ( 3

$ ) ,

" # = 1 ( 3 / 0

и

£

= . г

( з < / \

возможны

переходы

с З г / н а

З А

, с З.Р

т

3S

и о б р а т н о ,

т . е .

j f = i I . .

Шреход с

подуровня

3d

на

,3 5

и обратно

невозможен

( ' d # =

i

2 ) ,

Такие

переходы

называются

запрещёнными.

. 3.

Магнитное квантовое

0 * 0 [ l 9 , 2 0 ]

число

выражает

з а ­

пас

э н е р г и и ,

который

необходим

э л е к т р о н у ,

чтобы

он

п р е о д о ­

л е в а л

магнитное

п о л е ,

не

отклоняясь

от

с в о е г о

движения

( э л е к

трону

всё

время

приходиться

д в и г а т ь с я

в

электрическом

и

маг ­

нитном

полях, так к а к движение

электронов

с о з д а ё т

их)„

Магнитное квантовое число определяет также положение плос

кости

орбиты данного электрона в пространстве

или

с о г л а с н о

представлениям волновой механики то направление,в

котором

пытянуто электронное

о б л а к о .

Орбитальный угловой

момен'т

количества

движения

э л е к т р о н а

является, векторной

величиной.

Направление

в е к т о р а

может

быть

задано

величиной

проекции

на

какуп - либо

одну

о с ь ,

например,

на ось

и

х

"

или

ось

"

н

ч т . е .

может быть найдена проекция орбитального

момента

т о л ь ­

ко

на

одну

о с ь ) .

Нахождение

других

проекций

не

д о п у с к а е т с я

соотношением

н еопре де л ё н и о с т я ,

если

бы

мы

знали

три

проекции

то

была бы

известна

траектория

движения

э л е к т р о н а .

Проекция орбитального момента количества движения может

принимать

з н а ч е н и я :

Компонента

э т о г о в е к т о р а

может

иметь

только

некоторые

квантованные

положения

относительно

п о л я .

Число

положений

равно

числу возможных

значений

магнитного

квантового

числа

(

) , которое выражается цклыми числами от

+ В

через

куль до

- 6

, т . е ..

гТ)р = +

C-J. ...

Лги

данной

значении

Р

мзгнитное квантовое

число

т

f

уэжет

nv/еть всего

( ? Р

+

I )

кнач?ний .

-

бч »

Если бы атом я электрон

не обладали

магнитными с в о й с т в а ­

ми, то

д в а квантовых числа

исчерпывали

бы все

возможные

с о ­

стояния

окружающих ядро

э л е к т р о н о в . Но

всякое

двяяег.-ие

в

Благодаря наличию у

атома

магнитной

оси,возможны

р а з л и ч ­

ные состояния электронов даже при

р а в е н с т в е главного

и

а з и ­

мутального

квантового

числа

за

с ч ё т различной

ориентации

электронных

оболочек ( р а з л и ч н о г о наклона плоскости

э л е к т р о н -

аых

орбит)

относительно

магнитной

о с и .

ч .

Атомные орбитали

Когда три квантовых числа определены, волновая функция

описывает конкретный электрон и обычно называется атомной

орб«талью. В зависимости от

значений

орбитального

к в а н т о в о ­

г о

числа

различают

орбитали

разных

типов .

При

£

-

О

имеем

5

-

орбиталь,

"~

С

«

I .

- " -

Р

-

орбиталь,

£

«

2

- " -

d

-

орбиталь,

- 6 - 3

^

- с ^ в т а Л ь .

Орбиталь

полностью

определена,

воли

для неё

указаны

тип

( S

,

Р

,

d

и

'f-

) ,

значения

главного

квантового

чиола и магнитного квантового числа

. Значение

\\ у к а ­

зывается перед буквой, означапщей £ . Значение тг при -

водится

в виде

нижнего

индекса .

Таким

образом,

полная

с о к р а -