Энергетические уровни распределение электронов

Рассмотрим распределение электронов в атоме калия. Атомный номер — 19. Сначала заполняется первый энергетический уровень, содержащий один подуровень 8 и одну орбиталь. На каждой орбитали может быть не более двух электронов с противоположными спинами 1з . Затем заполняется второй уровень с двумя подуровнями 8 и р, причем р-подуровень имеет три орбитали 28 2р . Затем [c.111]

Энергия ионизации молекул. В прямой зависимости от характера распределения электронов по связывающим и разрыхляющим молекулярным орбиталям находится также значение энергии ионизации молекул. Как мы видели, в двухатомной молекуле связывающие электроны лежат глубже, чем в атоме, а разрыхляющие — наоборот. Таким образом, энергия ионизации молекулы, верхний занятый энергетический уровень которой является связывающим, выше, чем таковая свободного атома. Например, энергия ионизации молекулы N2 (15,58 эВ) больше энергии ионизации атома азота (14,53 эВ). Если же верхний занятый уровень молекулы является разрыхляющим, то энергия ионизации молекулы меньше, чем атома. Так, энергия ионизации молекулы О 2 (12,08 эВ) меньше энергии ионизации атома кислорода (13,62 эВ). [c.56]

Атомы элементов имеют на наружном энергетическом уровне по два или одному 5-электрону, Преднаружный энергетический уровень у них не заполнен и состоит из 8+3 или из 8 + 4 электронов. У ниобия в отличие от ванадия и тантала вследствие провала электрона с наружного уровня на -подуровень преднаружного уровня распределение электронов несколько иное [c.197]

Из квантовой механики следует, что электрон, находящийся в изолированном атоме, не может обладать произвольной энергией существуют дискретные уровни энергии. При сближении друг с другом N атомов, образующих кристаллическую решетку твердого тела, каждый энергетический уровень расщепляется на N уровней, причем на каждом из них, согласно принципу Паули, может находиться не более двух электронов с противоположными спинами. Если число атомов очень велико, то N уровней будут настолько близки друг к другу, что их можно рассматривать как почти непрерывную энергетическую зону. Так, например, уровни валентных электронов образуют валентную зону, а более высокие незаполненные уровни — зону проводимости. Распределение уровней электронов в металлическом натрии показано на рис. 152. Здесь зона 35 является валентной, а зона Зр — зоной проводимости. [c.279]

Больцмана, основанной на максвелловском распределении частиц в газе по скоростям, использовать статистику Ферми, учитывающую принцип Паули. Тогда при температуре абсолютного нуля электронный газ обладает некоторой энергией, так как все электроны должны обладать различной энергией, т. е. только один электрон может иметь энергию, равную нулю. На рис. А.60 показано распределение энергии N электронов в объеме 1 см для трех значений температуры. Верхний энергетический уровень, занятый электронами при абсолютном нуле тем- [c.139]

II электронов, распределенных на трех энергетических уровнях, 2 находятся на первом уровне (как у гелия), 8 — на втором (как у неона). Последний — одиннадцатый — располагается в ячейке 5-подуровня третьего уровня. У магния в ячейке 5-подуровня третьего уровня — 2 электрона. В третьем уровне можно поместить 18 электронов (2-3 =18), так как кроме 5- и / -подуровней возможны и /-подуровни. Однако тате как для атомов элементов этого периода третий энергетический уровень является наружным, то, согласно принципу Паули, здесь не может находиться более 8 электронов, поэтому с увеличением заряда ядра от натрия к аргону число электронов на внешнем уровне увеличивается от 1 до 8. [c.51]

Обсуждение центрового сдвига, проведенное в предыдущем разделе, применимо к системам со сферическим или кубическим распределением электронной плотности. Как отмечалось в гл. 14, вырождение ядерных энергетических уровней для ядер с / > 1/2 устраняется некубическим распределением электронов или лигандов. Для нецелых спинов расщепление не снимает (+)- или (— )-вырождения уровней с т,, но мы наблюдаем свой уровень для каждого Ш . Таким образом, градиент электрического поля может привести к / -I- 1/2 различным уровням для полуцелых значений (например, 2 для / = 3/2, что соответствует + 1/2 и 3/2). Для целых значений I получаем 21 + 1 уровней (например, 5 для [c.291]

Обратимся к рис. 2.4, показывающему пространственное распределение электронной плотности в -АО водородоподобного иона. Все эти АО энергетически равноценны и сохраняют свою эквивалентность также и в гипотетическом сферически-симметричном поле лигандов, хотя в этом поле их общий уровень поднят в силу взаимодействия с отрицательно заряженными лигандами над уровнем в свободном ионе на некоторую величину к,). Рассмотрим теперь [c.416]

У неона электронное строение атома и распределение электронов по орбиталям таковы, что в его атоме нет неспаренных электронов. Подобно гелию неон не образует молекул с другими атомами его валентность равна нулю. Для перевода атома Не в возбужденное состояние необходима очень большая энергия, так как возбуждение сопряжено с переходом электронов на более высокий энергетический уровень. [c.89]

Необходимо еще раз подчеркнуть, что мезомерия отражает распределение электроиов в молекуле, а не их движение. Это (статическое) распределение электронов характеризует прежде всего энергию основного состояния молекулы (низкий энергетический уровень). Однако прн химической реакции электроны должны быть определенным образом перегруппированы, и в этом случае мезомерия не может уже ничего объяснить. Для этого надо оценивать поляризуемость ) данной электронной системы, которая характеризует подвижность электронов (т. е. является динамической величиной). [c.203]

Третий энергетический уровень имеет три подуровня, / = О (, ), / = 1 (р) и / = 2 (с1). Распределение электронов по 5- и р-подуровням оказывается таким же, как и по аналогичным подуровням первых двух энергетических уровней. Подуровень d появляется впервые у третьего энергетического уровня, ему соответствует пять орбиталей со значениями магнитного квантового числа т = —2, [c.80]

На рис. 6.7 показаны изменения числа занятых электронами энергетических уровней и размеры атомов для элементов группы 1А. У атома лития в ядре имеется три протона, а электроны заселяют два энергетических уровня атомы этого элемента имеют самые маленькие размеры в своей группе. Средний радиус распределения электронов на втором энергетическом уровне в атоме натрия намного меньше, чем в атоме лития, потому что заряд ядра атома натрия гораздо больше, -Ь П. Однако у натрия в отличие от лития заселен еще третий энергетический уровень, и поэтому атом натрия имеет значительно больший общий радиус. При переходе к следующим элементам той же группы с большими порядковыми номерами (и более высокими зарядами ядра) средний радиус распределения электронов для каждого энергетического уровня последова- [c.97]

Распределение электронных состояний в металле, согласно функции распределения Ферми, можно видеть на рис. 49, где Ф.ме — уровень Ферми металла. В полупроводнике (см. рис. 50), в отличие от металла, суш,ествует некоторая промежуточная энергетическая область, в которой функция (Е) — 0. Эта незаполненная запретная зона разделяет валентную зону с низкими уровнями энергии и зону проводимости с большими энергиями [c.149]

В нейтральной молекуле. Они предположили, что электрон, первоначально удаляемый из молекулы, обычно покидает орбиту, имеющую наиболее высокий энергетический уровень. Поскольку молекулярные орбиты неоднородны, то положительный заряд также неодинаково распределен по всей молекуле это распределение было рассчитано раздельно для орбит С —С и С —Н. Было найдено, что 23% заряда локализуется на центральной связи С—С и 40% — на соседних связях С—С следующая связь С— С содержит 23% заряда и 7% приходится на конечные связи С— С. Оставшиеся 7% распределяются по связям С —Н. [c.250]

Но смещение электронов, изменение в распределении электронной плотности означает поляризацию молекулы. Легко поляризуются молекулы веществ, содержащих цепочки сопряженных двойных связей (т. е. я-электроны). Чем длиннее эта цепочка, тем подвижнее я-электроны, тем меньше энергии необходимо для перевода электрона на более высокий энергетический уровень, тем больше при этом смещается поглощение в длинноволновую область спектра и глубже окраска вещества. [c.282]

Заполнение подгрупп по мере увеличения атомного номера элемента идет таким образом, что каждый вновь добавляемый электрон стремится занять самый низкий (из еше не заполненных) энергетический уровень, так как это соответствует наиболее прочной его связи с ядром. Распределение электронов по подгруппам в каждом атоме видно из данных приводимой таблицы (стр. 165). [c.164]

Структуру электронной оболочки атома элемента выражают электронной формулой, раскрывающей распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням. Так, электронная формула водорода Ь означает, что на -подуровне первого уровня один электрон (число справа вверху над ) электронная формула гелия 1 2 говорит о том, что на 5-подуровне первого уровня два электрона. Литий 15 25 здесь 5-подуровень первого уровня такой же, как у гелия, третий электрон начинает застраивать второй уровень 25-подуровень этого уровня — один электрон. [c.39]

Энергетический спектр электронов в полупроводнике не является сплошным верхний край валентной зоны и дно зоны проводимости разделяет запрещенная зона, в которой оказывается уровень Ферми (рис. 1.12). Последний (Ер) сдвинут к валентной зоне или зоне проводимости в зависимости от того, к р-или п-типу относится рассматриваемый полупроводниковый материал. Также, как и в случае гомогенного электронного обмена, для электродных реакций справедлив принцип Франка — Кондона, и теоретическое описание электродных процессов на металлах и полупроводниках базируется на том, что электронный обмен с наибольшей вероятностью происходит между электронными состояниями с одинаковой энергией, находящимися в разных фазах. Поэтому для раствора, содержащего компоненты редокс-системы, также рассматривается распределение электронов по энергетическим уровням, локализованным у Ох- и Red-формы (формально соответствуют зоне проводимости и валентной зоне). При равновесии полупроводника с раствором в реакции электронного обмена на контакте принимают участие уровни, расположенные в двух энергетических областях, поэтому, как изображено на рис. 1.12, возможны два разных по характеристикам процесса [c.65]

Попытаемся теперь установить взаимосвязь между величиной атомного радиуса и зарядом ядра, а также электронным строением атома, обратив основное внимание на самый верхний энергетический уровень, заселенный электронами. Атомный радиус возрастает при увеличении главного квантового числа п этого высшего занятого энергетического уровня. Однако средний радиус электронного распределения для каждого энергетического уровня в различных атомах неодинаков, так как он зависит от эффективного заряда ядра. Под эффективным зарядом ядра понимается кажущийся заряд, который воздействует на рассматриваемый электрон. Величина 2эфф меньше, чем истинный заряд ядра Z, потому что каждый внешний электрон частично экранируется от действия ядра внутренними электронами. Для самых внешних электронов степень экранирования истинного заряда ядра другими электронами этого же атома или иона можно охарактеризовать с помощью постоянной экранирования 5, которая определяется как разность между истинным и эффективным зарядами ядра. Таким образом, эффективный заряд ядра можно выразить как разность истинного заряда ядра и постоянной экранирования 2эфф = Z — 5. Электроны каждого энергетического уровня слабо экранируются другими электронами, находящимися на том же уровне, но существенно экранируются электронами, находящимися на более глубоких уровнях. [c.97]

Степень поляризации аниона под воздействием катиона определяется не только ионным потенциалом катиона, но и тем, каков его самый внешний занятый электронами энергетический уровень. Для одного и того же энергетического уровня распределение -электронов оказывается более диффузным, чем распределения 5- и р-электронов. Другими словами, -электроны проводят в среднем больше времени в удалении от ядра, чем. 9- или р-электроны. По этой причине катионы с -электронами на внешнем энергетическом уровне оказываются более мягкими и сильнее взаимодействуют с анионами. К числу таких ионов с -электронами на внешнем энергетическом уровне относятся катионы большинства переходных металлов и непосредственно следующих за ними (постпереходных) элементов соответствующих периодов. Принято говорить, что они обладают большой поляризующей способностью. [c.131]

Сущность каталитического действия Н+ в рассмотренных реакциях заключается в том, что электрофильный реагент Н+ имеет свободную (незанятую) орбиталь и избыточный положительный заряд. Свободный энергетический уровень Н+ может взаимодействовать с энергетическими уровнями несвязывающих орбиталей, а также с верхними заполненными молекулярными орбиталями кислорода. На свободную орбиталь Н+ смещается электронный заряд с несвязывающей или верхней заполненной орбитали кислорода. В результате возникает связь донорно-акцепторного типа между протоном и атомами кислорода. Распределение электронной плотности в молекуле изменяется. За счет понижения электронной плотности на связях — прочность их понижается, молекула поляризуется. [c.625]

Различие между а и а обусловлено тем, что в действительности имеется не один электронный терм начального состояния, как это показано на рис. 157, а множество термов, каждому из которых соответствует свой энергетический уровень электрона в металле. С каждого из этих уровней в принципе возможен переход электрона на реагирующую частицу. Вероятность такого перехода определяется как энергией активации и а (е), являющейся функцией от энергии электронного уровня е, так и функцией распределения электронов по уровням п (е) 1см. уравнение (55.4)]. В самом деле, чем ниже уровень е, тем с большей вероятностью там можно найти электрон, но одновременно тем больше энергия активации и а, затрудняют,ая достижение точки пересечения термов. С другой стороны, чем выше уровень е, тем меньше и А, но тем меньше вероятность нахождения на этом уровне электрона. Таким образом, в зависимости от е произведение п(е) ехр [—и а (е)/ /кТ, определяющее общую вероятность перехода электрона с уровня е в металле на реагирующую частицу, проходит через максимум при некотором значении е=е. Именно с уровня е и будет совершаться электронный переход, составляющий элементарный акт процесса разряда — ионизации. Так как максимуму произведения п(е) ехр [— /д/ /кТ] отвечает также максимум его логарифма, т. е. величины 1п л(е)— [c.287]

Способность химического соединения поглощать свет завишт от характера распределения электронов вокруг атомных ядер в его молекуле. При поглощении молекулой фотона один из ее электронов переходит на более высокий энергетический уровень. Происходит это по закону все или ничего чтобы перевести электрон на более высокий энергетический уровень, фотон должен обладать определенным минимальным количеством энергии (лат. quantum-количество отсюда второе название фотона- квант ). Молекула, поглотившая фотон, находится в высокоэнергетическом возбужденном состоянии, которое, как правило, нестабильно. Если отключить источник света, то высокоэнергетические электроны обычно быстро вновь переходят на свои низкоэнергетические орбитали при этом молекула возвращается в исходное стабильное, так называемое основное состояние, высвобождая энергию возбуждения (в форме света или тепла). Свет, испускаемый возбужденной молекулой при ее возвращении в основное состояние, называют флуоресценцией (рис. 23-7). Переход молекулы в возбужденное состояние под действием света и высвечивание энергии при флуоресценции-чрезвычайно быстрые процессы. Для возбуждения молекулы хлорофилла in vitro требуется всего лишь несколько пикосекунд (1 пс = 10 с). Время пре- [c.689]

Разряд иона как медленная стадия. Возможность того, что медленной стадией является нейтрализация иона водорода электроном, т. е. третья стадия, была исследована с точки зрения квантовомеханических представлений [23]. Предполагается, что между электронами, находящимися в металле, и приближающимся к нему ионом водорода существует некоторый энергетический барьер согласно классической механике, электрон не может преодолеть этот барьер и нейтрализовать ион, если он не обладает энергией, достаточной для того, чтобы подняться до вершины барьера. Согласно квантовой механике, существует некоторая вероятность просачивания сквозь барьер электронов от катода к разряжающемуся иону на незанятый электронный уровень с той же энергией. Распределение электронов по энергетическим уровням в металле дается статистикой Ферми—Дирака, тогда как распределение незанятых уровней в ионах водорода определяется классической статистикой Максвелла — Больцмана. Ток, готорый может итти при данном потенциале, определяется интегрированием вероятности перехода электрона с любого уровня в катоде на уровень равной энергии в ионе. Это интегрирование должно быть выполнено по всем незанятым электронным уровням [c.625]

Распределение электронов в атоме по различным квантовым энергетическим состояниям называется электронной конфигурацией атома. В атоме каждый электрон располагается так, чтобы энергия была минимальна (что отвечает наибольшей его связи с ядром). В этом состоит одно из фундаментальных условий стабильной конфигурации атома — принцип наименьшей энергии. Если бы не принцип Паули, то в атоме все электроны стремились бы занять уровень Is с наименьшей энергией. Однако из-за того, что любой электрон должен иметь свои особенные квантовые характеристики, число электронов, занимаюш,их каждую из энергетических ячеек, строго определено и ограничено. [c.64]

Следовательно, в фенах отсутствие второго ароматического секстета компенсируется переходом одной пары подвижных электронов на более низкий энергетический уровень в ангулярном кольце и расширением области передвижения остающейся пары подвижных электронов. Очевидно, что подобная компенсация невозможна при разделении второго секстета в дибензаценах, которые поэтому должны иметь асимметричное электронное распределение (ЬУа и ЬУб) и проявляют эффект асимметрического аннеллирования. [c.95]

Преднаружный энергетический уровень атома кислорода в отличие от остальных элементов группы содержит всего два электрона. Такая особенность в строении атома кислорода, несомненно, обусловливает некоторые особенности в его свойствах. Распределение электронов наружного уровня в атомах халькогенов представлено схемой [c.102]

Преднаружный уровень электронной оболочки атома углерода в отличие от остальных элементов IVA-группы содержат два электрона. Такая особенность сказывается на некоторых свойствах углерода. Изобразим графически распределение электронов наружного уровня элементов IVA-группы по энергетическим ячейкам [c.178]

Часто для упрощения электронные схемы атомов изображают не графически, а записывают следующим образом возле химического символа элемента, внизу слева, пищут заряд ядра его атома, а в скобках последовательно число электронов на энергетических уровнях, отделяя цифры друг от друга запятой. Например, распределение электронов по уровням у атома неона записывается так loNe (2, 8). Из ранее приведенных схем видно, что у элементов второго периода, кроме /С-уровня, имеется -уровень, на котором при переходе от лития к неону количество электронов возрастает до 8. Элемент Ne завершает второй период системы элементов Д. И. Менделеева. [c.43]

Напротив, при наличии альтернирования число повторяющихся элементов структуры, а следовательно, и число состояний вдвое меньше количества я-электронов, значит, зона заполнена полностью. Поэтому при отсутствии альтернирования длинноволновый максимум оптического поглощения соответствует переходу электрона на более высокий энергетический уровень, лежащий в пределах одной зоны, и упрощенная модель потенциального ящика с плоским дном удовлетворительно отражает физический характер явления. При альтернировании длин связей оптическое поглощение обусловлено переходом электрона из одной зоны в другую. Поэтому расчеты, в которых пренебрегают наличием периодического потенциала вдоль скелета полиеновой молекулы, в этом случае не отражают действительного распределения энергетических уровней в полисопряженной системе. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология