ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементы волновой механики атомов из "Химия" Теория Бора не была достаточно последовательной, так как она отрицала применимость законов классической физики к рассмотрению структуры атома, хотя расчеты строения в этой теории атома были основаны на классических законах и представлениях и одновременно на квантовых представлениях Планка. [c.39] Однако принципиально новые явления, открытые в атоме, породили и новые представления об элементарных частицах, составляющих вещество. [c.39] Развитие теории относительности в работах Эйнштейна и Ферми показало на эквивалентность массы и энергии, особенно четко проявляющуюся в процессах с элементарными частицами. [c.39] Длины волн электронов, ускоренных электрическим полем до энергии в 1 или 100 эв, соответствуют длинам волн рентгеновских лучей (ангстремы). [c.40] На величину длины волны влияют одновременно масса и скорость частицы, что видно из сопоставления длин волн, соответствующих движению электронов и а -частиц. [c.40] В табл. 11 приведены значения длин волн для некоторых элементарных частиц, движущихся с различными скоростями. [c.40] Новое понятие частица-волна позволяет представить частицу в виде некоторой волновой функции, которая и будет определять ее состояние. [c.40] Блестящим подтверждением теории де Бройля оказалась диффракция электронов и, наконец, электронный микроскоп, в котором поток электронов ведет себя подобно световому лучу. [c.40] Применение теории де Бройля к атому водорода приводит к интересным результатам и, в частности, к новому толкованию первого постулата Бора. [c.41] Подробное рассмотрение уравнения Шредингера и его решение являются предметом курса физики и требуют значительной математической подготовки и поэтому в нашем курсе не приводится. Это очень сложное дифференциальное уравнение, которое дает точные решения лишь для очень простых систем, какой, например, является атом водорода. [c.41] Задавая определенные соотношения квантовых чисел (табл. 10), мы можем получить значения энергий атома в различных состояниях, а также области, в которых нахождение электрона обладает наперед заданной вероятностью — орбитали, и распределение плотности электронов в этих областях. [c.41] Решение уравнения Шредингера для других, более сложных систем требует внесения определенных допущений, которые, как правило, искажают точность решений. [c.41] Такое обобщенное решение требует соответствующих пояснений. [c.42] Второй член общего решения [i ,/(r)] представляет собой радиаль-ную часть волновой функции, квадрат которой определяет вероятность размещения электрона на некотором расстоянии от ядра г. [c.42] Радиальная часть функции ф требует определения квантовых чисел nul. Главное квантовое число определяет среднее расстояние электрона от ядра (боровский уровень), а орбитальное число I определяет момент количества движения электрона. [c.42] Решение удовлетворяется при условии, что т принимает значения от Н-/, О, —/ (см. табл. 10). [c.42] В отличие от теории Бора решения, получаемые по уравнению Шредингера, не представляют собой вполне определенных значений, а говорят лишь о вероятности пребывания электрона в той или иной части пространства. [c.42] Так как орбиталь представляет собой пограничную поверхность, рассчитанную по волновой функции ф, часто не делают различия между ними и в некоторых случаях орбиталью называют Саму волновую функцию. [c.42] Плотность электронного облака определяется квадратом волновой функции 1 ), и орбитали, одинаковые по форме, могут иметь различное распределение плотности в зависимости от сочетания квантовых чисел. [c.44] Обозначение орбиталей совпадает с обозначением подуровней (см. табл. 10), но вводится дополнительная индексация в зависимости от направления осей (угловая составляющая решения уравнения Шредингера). Формы орбиталей для различных состояний электрона в атоме водорода приведены в табл., 12. [c.44] Вернуться к основной статье