Электроны уровни энергии в атоме

Электронной конфигурацией называется распределение электронов атома по различным квантовым состояниям. Согласно принципу наименьшей энергии электрон, присоединяемый к атому, занимает в нем свободный уровень с наименьшей энергией. Если бы не запрет Паули (см. 5), то все электроны в любом атоме занимали бы уровень 15. Но вследствие запрета Паули число электронов, занимающих данный уровень, строго ограничено. Оба указанных фундаментальных условия составляют принцип построения электронных конфигураций атомов и молекул. [c.36]

При этом в качестве электрофильной частицы генерируется не катион, а нейтральный дихлоркарбен (79), в котором атом углерода имеет незаполненный внешний электронный уровень. Далее дихлоркарбен взаимодействует как электрофил с фенок-сид-ионом. Образовавшийся анион (79а) претерпевает перегруппировку, так как атом углерода, несущий полный отрицательный заряд, обладает сильноосновными свойствами, и отщепление протона от кольца сопровождается выигрышем энергии вследствие восстановления ароматической структуры. [c.395]

Расчеты показали, что хотя ССП АО и отличаются от орбиталей атома водорода, но они характеризуются такими же квантовыми числами и сохраняют характер распределения электронной плотности, присущий атому водорода. В отличие от атома водорода энергия многоэлектронного атома зависит не только от главного квантового числа п, но и от побочного числа I. Уровень энергии с данным п расщепляется на подуровни, определяемые квантовым числом /. [c.23]

При сообщении атому энергии один или несколько электронов в нем могут перейти на более высокий энергетический уровень и атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом находится очень короткое время 10 —10 с), после чего электроны возвращаются в нормальное состояние. При переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий излучается квант света и на спектре появляется линия. Согласно уравнению Планка (13.3), каждой спектральной линии соответствуют определенная энергия и частота колебания (длина волны). [c.238]

Происхождение атомных спектров. Если атом не подвергается никаким внешним воздействиям, то его электроны находятся в состояниях с минимальной энергией. Состояние атомов с минимальной энергией называется основным состоянием. При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и др.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень. В этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10" -10 с), после чего электрон возвращается на низкий энергетический уровень и атом снова переходит в основное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем, на котором находится электрон, имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.32]

При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и т. п.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень в этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10 —10 с), после чего электрон возвращается на наиболее низкий энергетический уровень и атом снова переходит в нормальное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем,на котором находится электрон,имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.50]

Очевидно, чем больше времени атом проводит в -м состоянии, тем уже уровень энергии данного состояния. Времена жизни возбужденных электронных состояний атома, как правило, равны десяткам наносекунд, поэтому ширины уровней этих состояний соответствуют значениям порядка см . [c.12]

Определить энергию фотона (в электрон-вольтах), испускаемого атомом водорода при переходе его из возбужденного состояния в основное, если электрон при этом перескакивает с -уровня на К-уровень. Энергия возбуждения составляет 234,14 ккал/г-атом. [c.68]

Анализ по спектрам комбинационного рассеяния. Молекула или атом не могут поглотить фотон, если энергия фотона меньше, чем энергия, необходимая для их возбуждения на ближайший электронный уровень. Если поглощение такого фотона произойдет, то он тут же будет снова излучен. Практически такой процесс поглощения и быстрого испускания фотона происходит, хотя и очень редко, при этом наблюдается очень слабое рассеяние света веществом, даже вполне прозрачным для данной длины волны. [c.338]

Атом А закрепляется на поверхности, а свободный электрон решетки закрепляется около атома. Возникает двухэлектронная связь того же типа, как в молекуле Нг (рис. 31, (9). Электрон решетки и атом А связаны при этом обменными силами. В результате взаимодействия электрон решетки теряет часть энергии и выпадает из зоны проводимости на некоторый локальный уровень в запрещенной зоне. Прочность возникающей связи зависит от того, насколько глубоко под зоной проводимости располагается локальный уровень. [c.163]

После фотоэлектронного поглощения атом находится в высоковозбужденном состоянии. Вакансия, созданная фотоэлектронным поглощением, будет заполнена электроном с более высоколежащей оболочки. Разность энергии между этими двумя уровнями, например, вакансией в К-оболочке и вакансией в Ьз-оболочке, испускается в виде рентгеновского фотона. Это рентгеновское излучение называют характеристическим , потому что его энергия (или длина волны) различны для каждого элемента, так как всякий элемент имеет свой собственный уровень энергии. [c.64]

Но это можно рассматривать как абсолютно гипотетический случай. Если даже ионный остов и оказался бы на поверхности, он был бы экранирован электронами проводимости ). Поэтому более подходящим представляется следующий способ описания реальных систем. При подходе атома к поверхности, как показано на рис. 56, электронный уровень Еа в атоме расщепляется и уширяется по мере уменьшения расстояния до поверхности — при условии, что он попадает в зону проводимости металла. Фактически электрон больше уже не локализован у атома, а становится частью единой системы металл плюс адсорбированный атом , в которой электронное равновесие определяется энергией Ферми Ер. В адсорбированном состоянии или вблизи поверхности все уровни атома вплоть до энергии Ферми заняты. Если максимум энергетической зоны атома окажется выше уровня Ферми, то положительный заряд остова не будет полностью скомпенсирован и тогда получится положительный поверхностный слой. [c.213]

Если возбуждаемой системой является атом, энергия поглощается при переходе электрона на уровень с более высокой энергией. При переходах валентных электронов атома поглощаемая энергия составляет обычно от 40 до 140 ккал/моль (17—600 Дж/моль). Эта энергия соответствует видимому или ультрафиолетовому излучению электронные переходы между этими орбиталями приводят к излучению соответствующей частоты. С другой стороны, различие энергий внутренних орбиталей (малое основное квантовое число) гораздо больше 10 ккал/моль (4,2-10 Дж/моль) такое количество энергии соответствует рентгеновскому излучению. Например, если электрон высокой энергии столкнется с атомом, это может привести к удалению одного из внутренних электронов атома вакантное состояние немедленно займет один из соседних электронов, причем избыточная энергия выделится в виде характеристи ческих рентгеновских лучей. [c.75]

Под возбуждением атома понимается процесс сообщения энергии атому, при котором происходит переход электрона на более высокий энергетический уровень по отношению к основному состоянию. Возбуждение может произойти только в случае достижения необходимой для данного перехода величины энергии возбуждения [c.79]

Никакой классической моделью атома нельзя объяснить наблюдаемые спектры. Поэтому в 1913 г. Бор ввел два совершенно чуждых духу классической физики постулата для характеристики движения электрона в атоме. Согласно постулатам Бора, электроны в атомах двигаются по эллиптическим орбитам, подобно планетам вокруг Солнца, однако эти орбиты не могут быть произвольными, а определяются постулированными правилами квантования. Форма и положение орбиты характеризуются тремя целыми числами [квантовыми числами). От них же зависит и энергия электрона в атоме, которая поэтому может принимать лишь дискретный ряд значений Е , Е , Когда энергия электрона равна Ей говорят, что он находится на энергетическом уровне Ei, и хотя, согласно Бору, он при этом движется, его энергия не меняется, а следовательно, атом не испускает и не поглощает света. Если электрон переходит с одного энергетического уровня Ет яа другой уровень Ей, атом теряет или приобретает энергию Ещ — Ek, при этом испускается или поглощается свет частоты которую можно вычислить по формуле, аналогичной формуле Планка [c.9]

Положению электрона на каждой орбите соответствует определенный запас энергии атома. Наименьшей энергией атом обладает тогда, когда электрон находится на ближайшем к ядру уровне. Такое состояние атома считается нормальным. Переход электрона на более удаленный от ядра уровень может быть осуществлен только за счет поступления энергии извне. Следовательно, нахождение электрона на более удаленном от ядра уровне обусловливается большей величиной запаса энергии как самого электрона, так и атома, чем в его нормальном состоянии. Такое состояние атома называется возбужденным. В возбужденном состоянии атом остается лишь очень короткое время (порядка 10 сек), после чего он излучает часть или всю избыточную энергию, а электрон перескакивает на более близкий уровень. [c.34]

Любой атом представляет собой совокупность атомного ядра и электронов. Вся система обладает определенной энергией. Эта энергия (речь идет об энергии в химических превращениях) в основном представляет собой энергию электронов, являющуюся суммой кинетической и потенциальной энергий взаимодействия электронов между собой и с ядром. Чем ниже уровень энергии любой системы, тем большей устойчивостью обладает эта система. Обобщая, можно сказать, что причина образования молекулы из двух атомов заключается в понижении полной энергии при сближении атомов, т. е. в основном в понижении энергии электронов. [c.25]

Некогерентное атомное рассеяние возникает потому, что падающий электрон может возбудить атом на любой более высокий уровень энергии. Электрон при этом теряет соответствующее количество энергии, и, следовательно, электроны, претерпевшие некогерентное рассеяние, могут иметь широкий спектр длин волн. Некогерентное атомное рассеяние очень быстро спадает с ростом угла 0 между падающим и рассеянным пучками и не [c.95]

В некоторых случаях подсчёт числа соударений возбуждённых атомов с электронами приводит к ничтожно малому числу ионов, образуемых таким процессом,—много меньше наблюдаемой ступенчатой ионизации. Объяснение, почему ионизация и возбуждение ступенями всё же имеют место, может быть дано на основе представления о диффузии резонансного излучения. Резонансным излучением называется такое излучение, при котором конечный уровень энергии электрона является нормальным уровнем, соответствующим отсутствию возбуждения. В этом случае, если атом предварительно возбуждён путём поглощения света, при обратном переходе электрона излучается свет точно такой же длины волны, как тот, поглощение которого привело [c.105]

При таком распределении электронов атом углерода имеет четыре наполовину заполненные валентные орбиты. Состояние (37) менее устойчиво, чем (34), так как один электрон переходит с 25-уровня энергии на несколько более высокой 2р-уровень энергии. Этот процесс называется активированием электрона. С другой стороны, энергия активирования не очень велика, и благодаря этому атом углерода приобретает способность к образованию четырех ковалентных связей. Каждая ковалентная связь увеличивает устойчивость на большую величину, чем просто для компенсации энергии, затраченной на активирование одного из 25-электронов. По схеме (37) атом углерода может обобщить электроны, например, с четырьмя атомами водорода или четырьмя атомами фтора. Следовательно, углерод четырехвалентен [c.426]

Метод электронных ударов. Если летящий электрон сталкивается с атомом или ионом, то результат этого столкновения может быть двояким. При малых скоростях электрона наблюдается упругий удар, когда электрон и атом разлетаются в стороны и сумма количеств движения обоих не изменяется от удара. Если энергия летящего электрона достаточна, для того чтобы поднять электрон внутри атома на тот или другой высший уровень, то он передает необходимую часть энергии атому, возбуждая его, а сам или продолжает полет замедленно, или вовсе прекращает свое движение. [c.96]

При переходе электрона к атому бора последний заряжается отрицательно, а вблизи атома кремния, откуда ушел электрон, локализуется дырка. Примеси, ведущие себя в кремнии подобно бору, называются акцепторами. Уровень энергии акцепторного атома располагается внутри зоны запрещенных энергий вблизи потолка валентной зоны и отделен от последней энергетическим зазором Д а (энергией активации акцептора) (рис. 133, б). Возбуждение электрической проводимости связано с захватом валентного электрона кремния акцепторной примесью и появлением дырки в валентной зоне. При этом электроны в зоне проводимости отсутствуют. При приложении внешнего электрического поля дырки в валентной зоне перемещаются за счет скачкообразного перехода электронов, как это происходит в собственном полупроводнике. Полупроводник, легированный акцепторной примесью, обладает только дырочной проводимостью и называется полупроводником р-типа (от positive — положительный). Электрическая проводимость описывается уравнением [c.315]

Интересно состояние HЧ,g 15ст45аг, которое имеет кривую, пересекающуюся с репульсивной кривой О Ед 15ст35о- и возмущающую ее. Потенциальная линия НЧ,1 заканчивается на пределе Н 5 + НЗа . Эта потенциальная кривая проходит так близко от кривой основного состояния молекулы Нг, что может способствовать преионизации и переходу на электронный уровень молекулярного иона Н 2 - Для этого надо, чтобы в состоянии Я Ед накопилось небольшое количество колебательных квантов, в результате чего энергия превысит ординату —0,604 ат. ед. Тогда уже экзотермически может совершиться переход в основное или слегка возбужденное состояние ионной молекулы Н2 с одновременным выбрасыванием электрона. [c.151]

Эта концепция дает новые модели и для промежуточных форм катализа (включая и переходные комплексы) и позволяет привлечь к изучению хемосорбции и катализа закономерности больших и хорошо изученных разделов химии комплексных и хелатных соединений и кристаллохимии. Однако механический перенос этих закономерностей на хемосорбцию и гетерогенный 1 атализ был бы такой же крайностью, как использование одних лишь коллективных макроскопических характеристик твердого тела (уровень Ферми, загиб зон, величина электропроводности и т. д.) во многих построениях электронной теории катализа на полупроводниках [27, 28]. Вызывает сомнение реальность универсальных рядов каталитической активности у металлов и сплавов или окислов элементов различной валентности с экстремумами при определенном числе -электронов (например, при одном или пяти -электронах) у атома (иона) комплексообразующего элемента. Это вытекает из следующих соображений а) обычно нет уверенности даже в сохранении поверхностным ионом металла объемного числа -электронов на 1 атом б) даже при правильной оценке валентности и числа -электронов у соответствующего элемента на поверхности данного образца совсем не обязательно считать (как это делают обычно), что экстремальная каталитическая активность появляется при числе -электронов, соответствующем экстремальным значениям энергии ионизации (сродства) или связи лигандов с центральным ионом в) для некоторых окислов прямыми опытами показано, что активные центры образованы ионами металла, имеющими валентность, резко отличающуюся от стехиометрической. Неудивительна поэтому противоречивость результатов последних экспериментальных работ [29], которые не могут служить серьезным подтверждением предсказапий, основанных на аналогии с прочностью комплексов. В частности, можно указать, что один из дауденов-ских максимумов (для №0 и С03О4), по-видимому, обусловлен частичным восстановлением до металлов. [c.25]

Возвращение атома с метастабильного уровня на основной (нормальный) уровень энергии при обычных условиях происходит двумя путями 1) либо в результате столкновения с электроном атом переходит в более высокое возбужденное состояние, из которого возможен переход в нормальное состояние с излучением 2) либо в результате передачи энергии возбужденного атома другому атому (удары второго рода) сам атом переходит в нор.мальное состояние без излучения. [c.12]

Для этих элементов Хольтсмарк (НоЬзтагк, 1923) обнаружил интересное отклонение от аакона Моали. Частоты границ абсорбции этих элементов расположены, согласно закону Мозли, на продолжении прямой, соединяющей аналогичные частоты для более тяжелых элементов, только в тех случаях (еслд частоты были определены экспериментально для соединений этих эл[ементов), когда атомы этих легких элементов можно рассматривать в качестве отрицательно заряженных, например кислород в окиси меди. Нейтральные же элементы с атомным весом ниже неона обладают слишком низким потенциалом возбуждения для К-спектра. Это объясняется тем, что условие возбуждения серии К, оказывающееся для элементов с высоким атомным весом всегда выполненным (а именно чтобы орбиты ближайших высших уровней энергии были полностью заполнены), в данном случае выполняется только тогда, когда атом заряжен отрицательно. Если следующий более высокий уровень энергии (л = 2) еще заполнен не до конца, то, конечно, перескок электрона, вращающегося непосредственно вокруг ядра, на уровень с ге = 2 возможен и работа, соответствующая этому процессу, или отвечающая ей частота не могут быть определены по закону Мозли. Это исключение из общего правила подтверждает закономерность и вместе с тем основанную на этой закономерности теорию. [c.261]

Электронная структура атомарного кислорода представлена на рис. 52,а. Точки на рисунке обозначают не положения электронов, а только число их иа определенной орбите. Вышеупомянутая /(-оболочка содержит два электрона в так называемой 15-орбите. Эта орбита (так же как и все -орбиты) сферически симметрична в отношении ядра. Показанная -оболочка содержит четыре орбиты 2 , 2р , 2р, и 2 р,, из которых каждая может содержать два электрона. 25-орбита является сферически симметричной, тогда как р-орбиты ориентированы вдоль координата, у и г. Уровень энергии 25-орбиты заметно ниже уровня равноэнергетическнх р-орбит. Поэтому уровень 2з заполнен двумя электронами, тогда как остальные четыре могут быть распределены между 2р-орбитами. Эти четыре электрона распределены таким образом два находятся в одной р-ор-бите и по одному в каждой из остальных р-орбит. Изложенное выше является упрон1,енным описанием подроб]ЮЙ электронной структуры нейтрального атома кислорода в его основном или наииизшем энергетическом состоянии. Возможность вхождения электрона в каждую из двух не полностью занятых 2р-орбит, например путем деления электрона или перекрывания орбиты другого атома, создает возможность образования химической связи. Нейтральный атом водорода описывается просто как ядро, окруженное 15-орбитой, содержащей один электрон. [c.268]

Прочная адсорбция кислорода происходит, если атом металла на поверхности образует химические связи с кислородом (хемисорбция). Было замечено, что наиболее склонны к пассивности переходные металлы, имеющие незаполненный электронный -уровень, такие как хром, железо, кобальт, никель и др. Г. Г. Улиг предположил, что наличие незаполненного -уровня способствует хемисорбции кислорода. Если -уровень заполнен, то хемисорбция кислорода не происходит или энергия связи металл — кислород мала. У подобных металлов, например меди, легче образуется фазовый окисел. Эта концепция [58] подтверждается тем, что легирование переходных металлов металлами с заполненным -уровнем приводит к перераспределению электронов и заполнению -уровня электронами, отдаваемыми легирующим металлом с уровня х. Примером могут служить сплавы N1—Си или Ni—Zn в области твердых растворов. Есть возможность рассчитать концентрацию легирующего металла (донора электронов), необходимую для заполнения -уровня легируемого металла. При такой концентрации изменяются магнитные свойства сплава ж вместе с тем резко снижается способность к пассивации. [c.239]

Из курса неорганической химии восьмилетней школы известно, что число валентных электронов в атомах элементов главных подгрупп совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент. Из электронной формулы, например, атома магния 2s 2р 3 следует, что наружный — 3-й — уровень его действительно имеет два электрона. Однако его атом в нормальном состоянии содержит два парных Зх -элёктрона, вследствие чего валентность равна нулю. Ее можно довести до двух, если атом возбудить. Это возможно по двум причинам во-первых, 3-й уровень имеет свободные р-орбитали, во-вторых, парные 3 -электроны обладают большей энергией, чем парные электроны 1-го и 2-го уровней. [c.65]

К рассмотрению процесса вторичной эмиссип за счёт потенциальной энергии положительного иона при.ложимы методы волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода э.чектрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона. Наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к. энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При прнближен1Ш положительного иона к новерхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом в возбуждённом состоянии. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении второго рода. Справедливость такой точки зрения подтверждается тем, что эмиссия электронов из [c.92]

Другим фактором, способствующим ступенчатой ионизации, является наличие метастабильных состояний атома. Для того чтобы электрон вернулся с метастабильного уровня на основной уровень энергий, нужно электрон сначала поднять новым соударением первого рода или поглощением соответствующего светового кванта на другой, более высокий уровень, с которого он может перейти непосредственно на основной уровень с превраще-нпем энергии возбуждения атома в энергию излучения. Или же метастабильный атом должен отдать энергию возбуждения медленному электрону или нейтральному атому при встрече с ним. [c.106]

Если минимум потенциальной кривой ионного состояния смещен вправо относительно минимума кривой молекулы А В (рис. 1.1, а), то вертикальный переход (показан стрелкой) на более высокий по энергии электронный уровень приводит к образованию молекулярного иона в различных возбужденных колебательных состояниях. Если энергия иона АВ+ больше его энергии диссоциации До и потенциал ионизации атома А меньше В, то возможна диссоциация нона АВ+ с образованием атомного иона А+ (рис. 1.1, б). Процесс называют диссоциативной ионизацией, так как ионизация приводит к диссоциации. Следовательно, при осуществлении этого процесса в масс-спектре будут присутствовать молекулярный ион АВ+, атомный ион А+ и атом В. На рис. 1.1, в иллюстрируется процесс ионизации с переходом в антисвязывающее состояние, которое приводит к образованию [c.20]

Как и ко всем другим элементарным процессам, к процессу вторичной эмиссии за счёт потенциальной энергии положительного иона приложимы мето Ды волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода электрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона [598]. При этом наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При приближении положительного иона к поверхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором, хотя и малом, расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом не в нормальном состоянии, а в возбуждённом. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении И рода. Справедливост такой точки зрения, как это показывают опыты, подтверждается тем, что эмиссия электронов из металла наблюдается также при непосредственном воздействии на катод имеющихся в газе при разряде метастабильных атомов [585, 586]. В работах [585, 586] указан способ получить пучок метастабильных атомов гелия, заставляя ионы гелия падать под очень острым углом на металлическую поверхность. Скорости вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами гелия, лежали в пределах. от 2 вольт до (0 — 9), где Им —энергия метаста-бильного атома, ср — работа выхода электрона из металла в эл.-в. В случае разряда в гелии при катоде из молибдена скорость вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами (С/м = 19,77), достигала 15 вольт. Число метастабильных атомов, не теряющих своей энергии на поверхности металла и, следовательно, отражаемых в качестве метастаби-лей же в зависимости от условий опыта, лежало в пределах от 10 до 50%. Наличие процесса поверхностной ионизации, производимой метастабильными атомами, и значение этого эффекта в разряде показаны также опытами Спивака и Рейхруделя [599]. О поверхностной ионизации ударами положительных ионов смотрите также [593, 594, 635—637, 639, 641, 657, 658, 667, 668], отрицательных — [671]. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология