ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Волновые свойства электронов, квантовые числа из "Методы спектрального и химико-спектрального анализа" Согласно современным представлениям, электрон обладает волновыми свойствами (длина волны, частота, явления интерференции, диффракции и др.) и корпускулярными (масса, энергия, момент количества движения). [c.16] Положение электрона в атоме можно охарактеризовать с помощью волновой функции ф х, у, г) как функции координат л , у, г. Эта функция сама по себе не имеет физического смысла, но величина пропорциональна вероятности нахождения электрона в каком-либо элементарном объеме А У, поскольку квадрат волновой функции есть плотность вероятности. [c.16] Решения уравнения Шредингера, пригодные для описания поведения электрона в атоме, должны удовлетворять целому ряду требований (условие конечности и непрерывности волновой функции, однозначности решения и др.). В силу этих требований уравнение Шредингера можно решить точно лишь для очень простых систем, например для атома водорода. Волновые функции, для которых уравнение Шредингера имеет решения, удовлетворяющие необходимым требованиям, называются собственными функциями. Каждое из них описывает состояние (орбиталь), в котором в атоме могут находиться два электрона. Число решений указывает, сколько существует орбиталей с данной энергией. Орбитали определяются набором квантовых чисел п, I и т. [c.17] Для описания электронного строения многоэлектронных атомов можно использовать орбитали атома водорода, характеризуя каждый электрон набором четырех квантовых чисел п, I, гп1 и ms. Остановимся на них более подробно. [c.17] Главное квантовое число п, оно определяет среднее расстояние от ядра до вероятной области нахождения электрона и принимает значения 1, 2, 3,. .., так как лишь в этом случае величина Н жт, может быть собственной функцией. [c.17] Орбитальное, или азимутальное, квантовое число I определя- ет момент количества движения электрона. [c.17] Согласно правилу отбора Д/ может быть равно О, 1, но не а вум и более. Значение I определяет также серию, к которой принадлежит линия. Так, переходу з р соответствует главная серия. Переходу — диффузная серия и т. п. [c.17] Магнитное квантовое число /П1 характеризует ориентацию электронного облака в пространстве. Оно может принимать значения + 1, I—1, I—2. ..до —/. Для /П возможно всего 21+ значений. [c.17] Спиновое квантовое число т , связанное с моментом вращения электрона вокруг оси, может иметь два значения -Ь /г и — /г для параллельного и антипараллельного направления вектора спинового углового момента относительно внешнего магнитного поля. [c.17] Спиновые квантовые числа не требуются для решения уравнения Шредингера, но необходимы для однозначного описания состояния электронов в атоме. [c.17] Причинной мультйплетно-сти линий элементов является расщепление подуровней р, ё, и т. д. на ряд ко.мпонент (две у щелочных металлов, три у щелочноземельных и т. п.) в зависимости от суммы шиповых квантовых чисел 5-элек-тронов. [c.18] Возможные мультиплеты для различного числа внешних электронов даны -в табл. 2. [c.18] Из табл. 2 видно, что ато- МЫ с двумя оптическими электронами (Ва, Са, 5г, Mg, Ве) могут иметь М = или Л = 3 (уровень расщепляется на три). Спектры атомов с тремя оптиче-ски.мн электронами могут иметь М = 2 или М = 4. [c.18] Линии натрия 5895,9А соответствует переход 3 51/—УР /,, а линии 5889,9А переход 325./ —З Рз . [c.19] На рис. 5 показано расщепление термов атома натрия, характерное для щелочных металлов. Основное состояние и остальные 5-термы одиночны Р-термы расщеплены на две компоненты (т. е. на два уровня с немного различной энергией), изображенные на схеме рядом друг с другом. Это, в свою очередь, обусловливает расщепление спектральных линий щелочных элементов на две компоненты. Величина расщепления возрастает в ряду Ка, К, НЬ, Сз. Для лития расщепление незначительно и обнаруживается лишь прп использовании спектральных аппаратов большой дисперсии. В то же время для вышеупомянутого дуплета линии натрия расщепление достигает 6 А. [c.19] Вернуться к основной статье