Электрон, волновые свойства электроны

Квантово-механические методы исследования строения молекул показали, что из всех существующих в природе сил для образования химической связи имеют значения силы взаимодействия электрических зарядов электронов и ядер атомов и волновые свойства электронов. Основные положения квантово-механической теории химической связи хорошо иллюстрируются на примере образования молекулы водорода из атомов [c.11]

Лекция I. Строение атома. Понятие о квантовой механике. Двойственная природа электрона., Волновы свойства электрона. Волновая функция. Электронная плотность. Характеристика состояния электронов системой квантовых чисел, их Физический смысл (X час). [c.178]

Открытие волновых свойств электрона оказало очень большое влияние на концепции, относящиеся, с одной стороны, к молекулярной структуре, а с другой — к электронным процессам при химических реакциях. Благодаря волновой механике стало возможным установить взаимозависимость геометрической и электронной структуры молекул. Соединяя эти два аспекта химического [c.9]

Кроме строения бензола представления о волновых свойствах электронов помогли объяснить и другие вопросы. Поскольку четыре электрона, находящиеся на внешней оболочке углеродного атома, энергетически не вполне эквивалентны, можно было бы допустить, что и связи, образующиеся между углеродным и соседними с ним атомами, несколько различаются в зависимости от того, какие из электронов участвуют в образовании той или иной связи. [c.162]

Волновые свойства электрона обнаруживаются в упомянутом выше явлении дифракции электронов. Явление дифракции (см. курс физики) было хорошо известно для световых лучей, для рентгеновских лучей и других электромагнитных колебаний. Дифракция обусловливается волновой природой этих лучей. Поэтому существование дифракции электронов подтверждает наличие у них волновых свойств. Это явление, теоретически описанное де-Бройлем (1924), было экспериментально обнаружено Дэвиссоном и Джермером (1927). В СССР оно впервые было исследовано П. С. Тартаковским в том же году. [c.44]

Таким образом, электрон и атоме водорода может находиться на разных расстояниях от ядра, но наиболее вероятно, согласно (6.9), встретить электрон на расстоянии, равном первому боровскому радиусу Следует особо отметить, что хотя в силу волновых свойств электрона нельзя указать точное значение его координат, квантовая механика точно определяет наиболее вероятное расстояние электрона от ядра, а также среднее расстояние и средние значения других величин по формуле (3.13). Среднее значение расстояния электрона от ядра Т [c.27]

Приведите примеры проявления волновых свойств электроном. [c.16]

Решение. Волновые свойства электрона, движущегося со скоростью — V, определяются уравнением де Бройля [c.16]

Какой функцией описывают волновые свойства электрона в атоме [c.17]

На примере молекулы диборана мы познакомились с концепцией трехцентровых орбиталей, представляющих собой развитие классических представлений, в которых химические связи являются двухцентровыми. Делокализация электронов в пределах трех, четырех и более ядер, обусловленная волновыми свойствами электронов, играет большую роль в свойствах комплексных и ароматических соединений. [c.196]

В последующие годы некоторые положения теории Бора были переосмыслены, видоизменены, дополнены. Наиболее существенным нововведением явилось понятие об электронном облаке, которое пришло на смену понятия об электроне только как частице (см." 3). На смену теории Бора пришла квантовая теория строения атома, которая учитывает волновые свойства электрона. [c.40]

Электроны в связанной форме являются частицами, поведение которых в значительной мере определяет химические свойства вещества. Говорят даже, что химия —это физика электронных оболочек . При исследовании именно этих элементарных частиц был установлен так называемый корпускулярно-волновой дуализм материи. Рассмотрим сначала некоторые свойства электронов, в которых проявляется их корпускулярная природа. Прежде всего отметим, что можно определить заряд и массу электрона интересны в этом отношении и методы получения электронов. К последним относятся термоэмиссия (при высокой температуре электроны сравнительно легко покидают решетку некоторых металлов, в особенности щелочных) и ударная ионизация. [c.26]

Современные представления о природе валентной связи основаны на положениях классической термодинамики и квантовой механики. Согласно этим представлениям валентная связь между атомами образуется из-за стремления их к энергетически более устойчивому состоянию, которому соответствует наименьший запас свободной энергии. Химическая связь возникает при взаимодействии электрических полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекул. Характер этого взаимодействия оказалось возможным установить на основе представлений о строении атома и о корпускулярно-волновых свойствах электрона. [c.104]

Исследование экспериментально обнаруживаемых корпускулярных и волновых свойств электронов и других микрочастиц привело к заключению о том, что волновая функция, а также квадрат ее модуля определяет вероятность нахождения частицы в единичном объеме пространства. Таким образом, постулируется [c.13]

Если многие свойства атома водорода теория Бора объясняла достаточно хорошо, то в случае более сложных атомов применимость ее была весьма ограниченной, так как оказалось, что одного квантового числа п недостаточно для полной характеристики движения электрона в атоме. Кроме того, модель атома Бора не учитывала волновых свойств электрона. [c.47]

Необходимо подчеркнуть, что проявление волновых свойств электроном не является следствием перерождения его в волну. Речь идет только о том, что движение электрона описывается такими же математическими выражениями, как и распространение волны. Например, у электронов можно наблюдать характерное для волн явление дифракции. Это свойство электронов проявляется в том, что, проходя через узкое отверстие экрана, электроны рассеиваются, образуя за экраном дифракционную картину. С учетом волновых свойств электрона нельзя представлять себе, что электрон в атоме движется вокруг ядра по орбитам со строго определенными радиусами, как это вытекает из теории Бора. [c.47]

Волновые свойства электронов, а вместе с ними идея де Бройля нашли экспериментальное подтверждение в опытах по рассеянию и дифракции электронов, проведенных в 1927 г. в США, Великобритании и СССР. В Советском Союзе блестящие опыты по дифракции электронов были проведены в Ленинградском политехническом институте проф. П. С. Тартаковским. Впоследствии опытным путем была обнаружена дифракция нейтронов, протонов, атомов гелия, молекул водорода и других микрообъектов. В настоящее время волновые свойства материальных частиц широко применяются в методах исследования строения вещества — электронографии, нейтронографии и др. [c.37]

Как указывалось в предыдущем параграфе, вследствие наличия у электрона волновых свойств представление об электронных слоях, или орбитах, в атоме будет не совсем правильным. Более правильным будет говорить об энергетических уровнях электрона в атоме. [c.49]

С учетом волновых свойств электрона состояние его в атоме можно представить следующим образом. Находясь около ядра на определенном энергетическом уровне, электрон образует облако отрицательного электричества, так называемое электронное облако. Электронное облако — это модельное представление об электроне как бы размазанном по всему объему атома. Чем больше плотность соответствующих участков электронного облака, тем больше вероятность нахождения там электрона. [c.49]

Наличие у материальных частиц волновых свойств было подтверждено экспериментально. В 1927 г. американские физики Дэвиссон и Джермер и англичанин Томсон с помощью пучка электронов получили дифракционную картину, подобную той, что была известна с 1912 г. для рентгеновских лучей. Позднее появились экспериментальные доказательства наличия волновых свойств у таких материальных объектов, как протон, нейтрон, атом гелия, молекула водорода. Таким образом, было доказано, что описание поведения микрообъектов должно обязательно учитывать их волновые свойства. [c.162]

ПОЛНЫЙ заряд не сконцентрирован на каком-либо отдельном атоме, а делокализован по всем атомам. Делокализация, обусловленная волновыми свойствами электрона, повыщает стабильность образующейся системы. [c.194]

В волновых свойствах электрона заложен первый из двух основных принципов волновой механики. Вторым является принцип неопределенности Гейзенберга, который находит свое выражение в статистической природе наших наблюдений. Мы уже видели ранее, что до появления волновой механики модели систем атомных размеров обычно строили в соответствии с повседневным опытом. С появлением дилеммы волна — частица впервые оказалось невозможным построение такой детерминистской модели. Это может вызвать сомнения в необходимости рассмотрения волнового характера частиц. Но одновременно возникает вопрос позволит ли последовательное корпускулярное рассмотрение создать такую модель. Весьма возможно, что в случае атома положение может быть совсем иным, нежели в макроскопическом мире. [c.42]

Величина энергии ионизации зависит не только от заряда ядра и радиуса атома, но и от воздействия, вызванного волновыми свойствами электронов. Так, энергия ионизации элементов в побочных подгруппах периодической системы меняется незакономерно и с ростом заряда она обычно не уменьшается, как в главных подгруппах, а растет. [c.90]

Решительные сдвиги в изучении природы бертоллидов появились только в связи с электронной интерпретацией кристаллофизических и кристаллохимических проблем на основе квантовой теории. Оказалось, что прежний дальтоновский тезис, согласно которому атомная дискретность химических соединений обусловливает также и дискретность химических отношений в этих соединениях, т. е. всеобщую эквивалентность сил химической связи, не может быть обоснован квантовой химией. Было показано, что физическая сущность химического взаимодействия, а следовательно, и химической связи в молекулах сводится к проявлению волновых свойств электронов. А это означает, что о всеобщей эквивалентности попарных химических связей не может быть и речи. Более того, речь может идти лишь о многоцентровых связях и молекулярных электронных орбиталях, которые и обусловливают как непрерывность химических отношений, так и переменный состав химических соединений бертоллидного типа. [c.69]

Волновые свойства электронов широко используются на практике (в электронной микроскопии, при исследовании внутренней структуры кристаллов и т. д.). [c.30]

Электронная плотность вследствие корпускулярно-волновых свойств электронов может распределяться в области связывания следующими способами [c.156]

Волновые свойства электрона. Согласно современной точке зрения, электрон в атоме представляет собой своего рода электронное облако. Иными словами, электрон не является отдельной локализованной частицей, вращающейся по круговой или эллиптической орбите, а подобно газу рассеян по всему объему атома. При этом иногда говорят, что электрон обладает волновыми свойствами. Электронное облако подчиняется уравнению состояния газа с нулевой кинетической энергией (см. 1) [c.57]

Волновые свойства электрона. [c.62]

У электронов в состояниях, соответствующих определенным дискретным значениям энергии, дискретен и ряд физических величин. Р1х значения выражаются квантовыми числами. Каждое энергетическое состояние электрона характеризуется набором квантовых чисел. Всего их четыре. Три из квантовых чисел характеризуют волновые свойства электрона и появляются при ре шении уравнения Шредингера в соответствии с тремя степенями движения. Помимо уже упомянутого главного квантового числа п имеются еще побочное I и магнитное гп1. Свойства таких микрочастиц, как электрон, протон и т. п., полностью могут быть учтеньг лишь при одновременном описании их с позиций двух теорий— волновой и корпускулярной. При рассмотрении только с какой-либо одной упускаются из вида некоторые важные характер1 стн-ки. Четвертое квантовое число — спин электрона отражает его корпускулярные свойства. Рассмотрим физический смысл и зна чение каждого из этих чисел. [c.55]

Предположение де Бронля о наличии у электрона волновых свойств получило экспериментальное подтверждение уже в 1927 г., когда К- Д. Девиссоном и Л. X. Джермером в США, Дж. П. Томсоном в Англин и П. С. Тартаковским в СССР независимо друг от друга было установлено, что прн взаимодействии пучка электронов с дифракционной решеткой (в качестве которой использовались кристаллы металлов) наблюдается такая же дифракпион-ная картина, как и при действии на кристаллическую решетку металла пучка рентгеновских лучей в этих опытах электро вел себя как волна, длпна которой в точности совпадала с вычисленной по уравнению де Бройля. В настоящее время волновые свойства электронов подтверждены большим числом опытов и широко используются в электронографии — методе изучения структуры веществ, основанном на дифракции электронов. [c.70]

Волновые свойства электронов получили убедительные экспериментальные подтверждения в опытах по их интерференции и дифракции, выполненных начиная с 1927 г. американскими исследователями К. Девиссоном, Л. Джермером и советским ученым П. С. Тартаковским. Электронограммы, полученные при бомбардировке электронами монокристаллов металлов, принципиально не отличались от рентгенограмм, полученных с применением рентгеновского излучения. Эти данные подтверждают, высказанное В. И. Лениным философское положение Условие познания всех процессов мира в их самодвижении , в их спонтанном развитии, в их живой жизни, есть познание их как единства противоположностей . [c.56]

Электронооптический анализ основан на волновых свойствах электронов и делится на микроскопический, проводимый в электронном микроскопе, и дифракционный, изучающий атомно-кристаллическое строение вещества в электронографе или электронном микроскопе. В наиболее распространенных электронографах типа ЭГ-100 и электронных микроскопах типа ЭМВ-100 применяют электрические поля с ускоряющим напряжением У= = 40- 100 кВ. На рис. 45 показана принципиальная оптическая схема электронографа. В соответствии с уравнением де Бройля длина волны движущегося электрона определяется ПО уравнению [c.101]

Средняя кинетическая энергия электрона Т возрастает при образовании молекулы. В наглядном классическом представлении электрон должен двигаться в мле дв ядер быстрее, чем в атоме. Но средняя потенциальная энергия и =—2Тсильно понижается р льтате притяжения к двум ядрам. Общее понижение энергии Е=и- -Т есть, таким образом, результат преобладающего понижения потенциальной энергии электрона. Поэтому система из двух ядер и электрона оказывается более устойчивой, чем система разъединенных ядер, иными словами, благодаря понижению потенциальной энергии электрона возникает химическая связь. Характерной ее особенностью является коллективизирование электрона всеми (здесь двумя) ядрами молекулы. Такая связь называется к о-в а л е н т н о к или чисто коаалентной, как в молекуле Н , где яд )а одинаковы это означает, что оба ядра молекулы владеют электроном в равной мере. Общее электронное облако обтекает оба ядра. По свойствам симметрии электронного облака образовавшаяся связь называется ст-связью. В основе химической (ковалентной) связи лежат волновые свойства электронов, отражаемые квантовой механикой. В рамках принятого здесь для волновой функции приближения МО ЛКАО в этом можно убедиться при анализе роли кулоновского и обменного интегралов в формуле (26.19). Упростим формулу, пренебрегая величиной 5" по сравнению с единицей. Тогда [c.101]

Поскольку волновые свойства электронов определяются нулевой кинетической энергией, движение электронов в металле необходимо рассматривать с точки зрения распространения элек-тромагнитны.х волн. Движение же электронов и дырок в полупроводнике (или диэлектрике) мы будем рассматривать подобно движению атомов или молекул газа, обладающих кинетической энергией, равной 3/2 кТ. [c.119]

С момента появления работы де Бройля (1925) прошло всего два года, когда были опубликованы поразительные результаты опытов Дэвиссона и Джермера, в которых удалось обнаружить волновые свойства электрона. Пучок параллельно летящих электронов, направленный на поверхность монокристалла никеля, отражается под определенным углом, следуя закону отражения света, согласно которому угол падения равен углу отражения. Угол, под которым происходит особенно сильное отражение, изменяется по мере изменения скорости электронов в пучке. Это вполне естественно, так как от скорости и должна зависеть длина волны электрона (l=hlmv). Рассчитать эту длину можно по известному уравнению Брэггов для отражения рентгеновских лучей от кристалла [c.28]

Орбиталь есть полный набор волновых функций электрона в атоме. Поэтому для каждой заданной волновой функции существует граничная поверхность, внутри которой сосредоточена определенная доля электронного заряда. Максимальная электронная плотность отвечает наибольшей вероятности нахождения электрона. Следовательно, понятие орбиталь подразумевает форму электронного облака, которая меняется в зависимости от плотности отрицательного заряда. Орбитали могут отличаться одна от другой энергией, необходимой для удаления отрицательного заряда, формой электронного облака и ориентацией электронного облака относительно центра симметрии — ядра атома. В этом проявляется дискретность характеристик электрона, квантованность его свойств. Характе- [c.29]

После ряда открытий, в частности после обнаружения волновых свойств электронов и других микрочастиц, стало ясно, что теория Бора недостаточная. Она потерпела неудачу даже в попытке построения второго по сложности атома — атома гелия, состоящего из ядра и двух электронов. Она не смогла объяснить обнаруженной мульти-плетности (множественности) спектральных линий в атомных спектрах элементов. Например, спектральные линии щелочных металлов оказались дублетами с очень малым отличием длин воли линий, составляющих эти дублеты. Также линии серии Бальмера в спектре водорода не являются единичными и каждая расщеплена на две очень близко расположенные линии. Это объяснили Уленбек и Гоудсмит в 1925 г. допущением у электронов вращательного (веретенообразного)-движения, что обусловливает появление у них, кроме орбитального, еще спинового вращательного момента, а также спинового магнитного момента (спин — от английского to spin — вращаться). Ориентация спинового момента электрона в дйух противоположных [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология