Электрон энергия притяжения к ядру

В многоэлектронных атомах каждый электрон не только притягивается ядром, но и испытывает отталкивание от всех остальных электронов в соответствии с законом Кулона, вследствие чего все волновые функции взаимозависимы. Точное решение уравнения Шредингера для многоэлектронных атомов неизвестно. Существует ряд приближенных методов расчета, при которых предполагается, что волновую функцию многоэлектронного атома можно представить как произведение волновых функций отдельных электронов. В многоэлектронном атоме внутренние электронные уровни экранируют (заслоняют) электроны, расположенные на внешних энергетических уровнях, от действия ядерного заряда. Поэтому притяжение электронов внешнего уровня к ядру меньше энергии притяжения электронов внутренних уровней. [c.19]

Более перспективным методом в настоящее время является метод МО. Отличие его от метода ВС заключается в том, что он исходит из волновой функции отдельного электрона, а не пары электронов, рассматривая каждую молекулу как самостоятельное целое, а не как простую совокупность атомных орбиталей. Основные положения метода МО заключаются в следующем. Природа электронов в молекулах, а также их взаимодействия между собой и с ядрами та же, что и в атомах. Каждый электрон принадлежит молекуле в целом и движется в поле всех ее ядер и электронов. Состояние электрона описывается одноэлектронной волновой функцией Г,. Эта функция называется молекулярной орбиталью. В отличие от одноцентровой атомной орбитали МО многоцентровая, так как число ядер в молекуле не менее двух. Как и для электронов в атоме, Ч определяет плотность электронного облака. Каждой МО соответствует определенная энергия равная сумме кинетической энергии электрона, потенциальной энергии притяжения электрона ко всем ядрам и потенциальной энергии отталкивания электрона на МО от всех остальных электронов. Каждый электрон занимает в молекуле свободную орбиталь с наименьшей энергией. На одной МО не может находиться более двух электронов, при этом спины электронов должны быть антипараллельны. Следовательно, для описания электронной конфигурации состояния молекулы с 2п электронами требуется п МО. Вырожденные орбитали заполняются в соответствии с правилом Гунда. Волновую функцию Ч , характеризующую движение всех электронов в молекуле, можно получить, взяв произведение волновых функций отдельных электронов [c.233]

Интеграл 1, характеризует кулоновское взаимодействие электронов с ядрами, а также электронов и ядер /а описывает обменное взаимодействие, обусловленное движением каждого из электронов около обоих ядер. Он вносит основной вклад в энергию химической связи. Интеграл Jз определяет степень перекрывания электронных облаков атомов вследствие притяжения каждого из электронов к обоим ядрам. Числовое значение Уз изменяется от 1 при = О до О при = оо. На равновесном расстоянии атомов в молекуле На значение /з = 0,56. Расчет по формуле (5.30) приводит к следующим значениям отдельных составляющих потенциальной энергии 0 на расстоянии Яо [c.125]

Каждой МО соответствует определенная энергия Е1. Приближенно эта энергия равна потенциалу ионизации с данной орбитали (теорема Купманса). Орбитальная энергия слагается из кинетической энергии электрона, потенциальной энергии притяжения электрона ко всем ядрам и усредненной потенциальной энергии отталкивания электрона на МО от всех остальных электронов. [c.59]

Обычно принимают потенциальную энергию электрона за нуль, коша он находится в пустом пространстве на расстоянии, бесконечно удаленном от ядра атома. В таком случае можно определить энергию притяжения электрона относительно этого условного нуля. [c.28]

Потенциальную энергию электрона отсчитывают от состояния, когда электрон удален от ядра атома на бесконечно далекое расстояние (он как бы находится в пустом пространстве). В этом случае можно определить энергию притяжения электрона относительно этого условного нуля. [c.34]

Последнее утверждение требует некоторых пояснений. Энергия электрона, вращающегося вокруг ядра, зависит от радиуса орбиты. Наименьшей энергией электрон обладает, находясь на ближайшей к ядру орбите (это так называемое нормальное состояние атома). Для того чтобы перевести электрон на более удаленную от ядра орбиту, нужно преодолеть притяжение электрона к положительно заряженному ядру, что требует затраты энергии. Этот процесс осуществляется при поглощении кванта света. Соответственно, энергия атома при таком переходе увеличится, он перейдет в возбужденное состояние. Переход электрона в обратном направлении, т. е. с более удаленной орбиты на более близкую к ядру, приведет к у.меньшению энергии атома освободившаяся [c.43]

Электроны в атомах удерживаются полем ядра это поле притягивает также и свободный электрон, если он окажется вблизи атома правда, этот электрон испытывает отталкивание электронов атома. Теоретический расчет и экспериментальные данные показывают, что для многих атомов энергия притяжения дополнительного электрона к ядру превышает энергию его отталкивания от электронных оболочек эти атомы могут присоединять электрон, образуя устойчивый отрицатель-ньш однозарядный ион. Энергия отрыва электрона от такого иона определяет сродство атома к электрону Подобно энергии ионизации сродство к электрону обычно выражают в электрон-вольтах. [c.54]

Энергия атомной орбитали , равна сумме кинетической энергии элект (она, потенциальной энергии притяжения его к ядру и усредненной потенциальной энергии, обусловленной отталкиванием его от всех остальных электронов. [c.46]

В (21.7) первые четыре члена обозначают потенциальную энергию притяжения электронов 1 и 2 к ядрам Аи В соответственно, пятый член — потенциальную энергию взаимного отталкивания электронов 1 и 2. последний член — энергию отталкивания ядер. [c.82]

Каждой МО соответствует определенная энергия электрона, приближенно характеризуемая потенциалом ионизации с данной орбитали . Энергия электрона на МО слагается цз его кинетической энергии, потенциальной энергии притяжения электрона ко всем ядрам и отталкивания от всех остальных электронов. [c.88]

Кулоновский интеграл характеризует электростатическое взаимодействие заряженных частиц в системе. Его можно разбить на отдельные слагаемые, каждое из которых имеет простое истолкование, в том числе энергию отталкивания ядер, электронов и притяжения электронов к ядрам. [c.78]

Нельзя описать точно движение электрона по орбите вокруг ядра, но именно это движение подчиняется квантовым условиям и приводит к появлению электронного облака — стоячей волны, которая характеризуется определенным средним расстоянием от ядра и формой. Энергия атома определяется прежде всего средним расстоянием электронного облака от ядра. Это расстояние зависит от главного квантового числа п и может принимать любые целые положительные значения л == 1, 2, 3. .. При /г = I на электронной оболочке укладывается одна волна и электрон движется наиболее близко к ядру. С увеличением значения п растет среднее расстояние электрона от ядра. Оно увеличивается очень быстро, но разность энергии между соседними уровнями все время уменьшается, так как сила притяжения электрона к ядру с ростом расстояния между ними быстро ослабевает (рис. 15). [c.32]

Решение задачи о распределении электронов вокруг атомного ядра и проникновение в строение атома стало возможным благодаря изучению спектров. При высоких температурах электроны, содержащиеся в атомах газов или паров, переходят в возбужденное состояние. В таком состоянии они находятся всего лишь в течение 10 с и вновь падают в глубь атома. При этом они отдают полученную тепловую энергию в виде излучения. Это излучение состоит из порций света — так называемых квантов или фотонов. Эта порция тем больше, чем больше глубина , на которую падает электрон в глубь атома. В свою очередь, глубина зависит от положения, которое занимал возбужденный электрон в атоме. Она зависит и от того положения в атоме, на которое возвращается возбужденный электрон. Если после возвращения расстояние электрона от ядра мало и поэтому сила его притяжения к ядру велика, то и глубина его падения тоже велика. Очень важно, что вели- [c.146]

Расположение электронов внутри атома в его различных слоях или оболочках определяется энергией притяжения электрона к ядру и энергией его отталкивания от всех остальных электронов. В соответствии с этим положение каждого электрона в атоме и его энергия характеризуются четырьмя так называемыми квантовыми числами. Первые три из них являются целочисленными. Главное квантовое число п определяет радиус [c.147]

Размещение электронов в атомах. Если атом находится в основном (невозбужденном) состоянии, то его электроны занимают самые низкие по энергиям орбитали. Однако энергия орбиталей в многоэлектронных атомах зависит не только от притяжения электронов к ядру, но и отталкивания его от остальных электронов. В многоэлектронном атоме внутренние электронные уровни экранируют (заслоняют) электроны, расположенные на внещних энергетических уровнях, от действия заряда ядра. Поэтому энергия притяжения электронов внещнего уровня к ядру меньше энергии притяжения электронов внутренних уровней. Взаимное влияние электронов друг на друга вызывает изменение последовательности возрастания энергии орбиталей по сравнению с последовательностью возрастания энергии орбита-лей в атоме водорода. [c.18]

У,э= —XX-----энергия притяжения электронов к ядрам [c.95]

Оператор Гамильтона молекулы с N ядрами и п электронами содержит члены кинетической энергии электронов, потенциальной энергии притяжения электронов к ядрам, а также члены, обусловливающие межэлектронное отталкивание. Кроме того, добавляется член электростатического отталкивания ядер и их кинетической энергии [c.86]

В самом простом случае взаимодействия атома водорода, имеющего один электрон, с протоном силой, сближающей ядра, является притяжение электрона к обоим ядрам, а вкладом, снижающим потенциальную энергию, — энергия взаимодействия электрона со вторым ядром. [c.92]

В (16.7) первые четыре члена обозначают потенциальную энергию притяжения электронов 1 и 2 к ядрам А и В соответственно, пятый член — потенциальную энергию взаимного отталкивания электронов 1 и 2, последний член —энергию отталкивания ядер. Аналогично строится гамильтониан и для многоатомных молекул. Полная волновая функция молекулыФ од, учитывающая и спин, должна удовлетворять принципу Паули антисимметрии волновых функций и строится в виде определителя (см. 5). Для молекулы, так же как и для атома, точное решение уравнения (16.1) возможно лишь для системы, содержащей один электрон —для молекулярного иона типа Иг. Уже для молекулы На в выражении (16.7) появляется член (энергия [c.52]

Электрон в атоме водорода занимает определенный энергетический уровень, который является наинизшим, если атом не возбужден и находится в изолированном состоянии. При сближении двух атомов их электроны испытывают притяжение со стороны обоих ядер, которое возрастает по мере уменьшения расстояния между ними, и в пространстве между ядрами уровень потенциальной энергии электрона понижается. Вследствие этого объединение двух ядер и одного электрона в единую систему — энергетически выгодный процесс. Присутствие второго электрона усложняет картину вследствие взаимного влияния электронов. Как известно, обладая отрицательным зарядом, электроны отталкиваются друг от друга. Этот эффект называется корреляцией зарядов. Но кроме этого у электрона имеется собственное электромагнитное поле, характеризуемое его спином. Электроны с параллельными (одинаково направленными) спинами отталкиваются друг от друга, а электроны с антипараллельными спинами сближаются, стягиваясь в электронную пару. Этот эффект называется корреляцией спинов ив совокупности с корреляцией зарядов определяет суммарный эффект взаимного влияния электронов — корреляцию электронов. [c.46]

Из-за наличия электрон-электронного отталкивания первая энергия ионизации Не менЕше, чем следовало бы ожидать для атома с зарядом ядра + 2. Этот факт и,алюстрируется следующим простым расчетом. Если не принимать во внимание эдектрон-электронное отталкивание, каждый электрон должен испытывать притяжение ядра с полным зарядом -I- 2, и тогда первую энергию ионизации можно вычислить по формуле для одноэлек- [c.391]

В каждом периоде периодической таблицы наблюдается общая тенденция к возрастанию энергии ионизации с увеличением порядкового номера элемента. Сродство к электрону оказывается наибольшим у кислорода и галогенов. Атомы с устойчивыми орбитальными конфигурациями.(s , s p , s p ) имеют очень небольшое (часто отрицательное) сродство к электрону. Расстояние между ядрами двух связанных атомов называется длиной связи. Атомный радиус водорода Н равен половине длины связи в молекуле Hj- В каждом периоде периодической таблицы наблюдается в общем закономерное уменьшение атомного радиуса с ростом порядкового номера элемента. Электроотрицательность представляет собой меру притяжения атомом электронов, участвующих в образовании связи с другим атомом. При соединении атомов с си.пьно отличающейся электроотрицательностью происходит перенос электронов и возникает ионная связь атомы с приблизительно одинаковой электроотрицательностью обобществляют электроны, участвующие s сбразовашг. ковалентной связи. Между атомами типа Н и F с умеренной разностью электроотрицательностей образуется связь с частично ионным характером. [c.408]

Образование химической связи между атомами водорода в На по Гейтлеру и Лондону обусловлено, таким образом, тем, что движение электронов с антипараллельными спинами около обоих ядер (а и Ь) приводит к перекрыванию (взаимопроникновению) электронных облаков и росту плотности электронного облака ( ) в межъя-дерном пространстве, образованию связывающей орбитали. Положительно заряженные ядра притягиваются к области повышенной плотности электронных облаков (притяжение преобладает над взаимным отталкиванием ядер), потенциальная энергия системы понижается и образуется устойчивая молекула На. [c.98]

Поле дра атома, удерживающее электроны, притягивает также и сво( ный электрон, если он окажется вблизи атома. Вместе с тем этот электрон испытывает и отталкивание со стороны электронов атома. Теоретический расчет и экспериментальные данные показывакп-, что для многих атомов энергия притяжения свободного электрона к ядру превышает энергию его отталкивания от электронных оболочек. Атомы могут присоединять электрон, образуя устойчивый отрицательный однозарядный ион. Энергия, выделяющаяся при добавлении электрона к нейтральному атому, который в результате переходит в однозарядный отрицательный ион, называется сродством атома к электрону. Эту величину можно трактовать как взятую с тем же знаком энергию отрыва электрона от отрицательного однозарядного иона. Подобно энергии ионизации сродство к электрону обычно выражают в электронвольтах. [c.34]

Остановимся на наиболее важной составляющей энергий молекулы — электронной энергии. Так как масса электронов в тысячи раз меньше массы ядер, скорость движения ядер очень мала по сравнению со скоростью электронов. Поэтому движение электронов в молекуле можно рассматривать, считая в каждый данный момент ядра неподвижными. В этом и состоит приближение Борна—Оппенгеймера. Данному фиксированному положению ядер будет отвечать определенное значение электронной энергии. Она включает кинетическую энергию движения электронов, энергию взаимодействия электронов друг с другом и энергию притяжения электронов к ядрам. Включим в нее также энергию отталкивания ядер на фиксированном расстоянии. Результируюцдую энергию также называют электронной. При этом [c.65]

Атомные орбитали, по Слейтеру. - Положительное значение по оси г указывает наяравление от одного ядра к другому, Орбитальная энергия связана с оиределеянон спин-орбиталью и состоит из а) кинетической энергии электрона на спин-орбитали б) потенциальной энергии притяжения между электроном на спин-орбитали и ядрами в) по-тенциальной энергии отталкивания между электроном на спии-орбнталн к всеми остальными электронами системы, находящимися на других спин-орбнталях. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология