Система с двумя электронами

Для описания состояния в электронной системе с учетом принципа Паули пригодны только антисимметричные функции. Допустим, что принцип Паули нарушен и в нашей системе два электрона имеют одинаковые значения п, I, т, 8. Поменяем их местами полная функция, с одной стороны, не должна измениться, так как ничего не произошло — ведь электроны неразличимы, а с другой,— она должна изменить знак, так как перестановка произошла у антисимметричной функции. Совместить оба требования можно, только положив полную функцию равной нулю. Другими словами, антисимметричная функция учитывает принцип Паули, и состояния, запрещенные этим принципом, оказываются невозможными — их вероятность равна нулю. Следовательно, волновые (полные) функции должны быть антисимметричны. [c.101]

Примем, что в устойчивых молекулах, которые почти все обладают четным числом электронов, все электроны образуют пары с противоположными спинами. Если же число электронов нечетное, то один из них будет свободным, в то время как все остальные образуют пары. Рассмотрим систему из четырех электронов с атомными орбитами а, 6, с и тогда, в случае устойчивой системы, два электрона будут иметь а-спиновые функции, а два других — р-спиновые функции. При этом возможны шесть различных распределений спинов по атомным орбитам [c.146]

В молекуле два электрона. Согласно принципу наименьшей энергии и принципу Паули, эти два электрона с противоположными спинами также заселяют ст Чз-орбиталь. Реакцию образования молекулы водорода из атомов в системе обозначений теории молекулярных орбиталей можно записать [c.50]

Элементы, находящиеся в первом основном ряду таблицы периодической системы элементов, как бор, углерод и азот, имеют по четыре электронных орбиты, которые могут быть использованы для образования связей. Они известны как 2s, 2рх, 2ру, 2pz — электронные орбиты. Каждая из орбит способна удерживать два электрона с противоположными спинами. Химическая связь (<г-связь) между двумя атомами образуется путем частичного перекрывания двух таких орбит, по одной от каждого атома, содержащих пару электронов противоположного спина. Так, нанример, атомы таких элементов, как бор, углерод и азот, имеющих суммарно по четыре орбиты, способны к образованию максимум четырех простых связей. [c.393]

Первым -в периодической системе расположен водород. Минимальное значение энергии для его единственного электрона отвечает — слою (п = 1), т. е. состоянию 15. У гелия два электрона (ls ), отличающиеся спинами. [c.39]

Единичную химическую связь образуют два электрона с противоположными спинами, принадлежащие двум атомам. При этом происходит перекрывание волновых функций электронов и между атомами возникает зона со значительной электронной плотностью. Это приводит к уменьшению потенциальной энергии системы, т. е. к образованию связи. [c.84]

Атомы магния и кальция (вторая группа периодической системы) легко переходят в состояние двухзарядных положительных ионов, т. е. сравнительно легко отделяют по два электрона, но отделение от них третьих и следующих электронов требует затраты гораздо больших количеств энергии и не достигается при химических реакциях. Очевидно, что более легко отделяемые электроны расположены в атоме дальше от ядра. [c.32]

В соответствии с этим атомы всех элементов основной подгруппы первой группы периодической системы, обладая одним электроном, избыточным по сравнению с атомами инертных газов, отдают на образование связи по одному электрону, атомы элементов основной подгруппы второй группы — по два электрона, третьей — по три, переходя при этом в состояние положительных ионов. Наоборот, атомам элементов основных подгрупп седьмой, шестой групп недостает соответственно одного или двух электронов до структуры электронных оболочек, свойственной атомам инертных газов. Поэтому они будут стрем.иться достроить свою наружную электронную оболочку, связывая новые электроны и переходя при этом в состояние отрицательно заряженных ионов. Однако здесь речь идет не обязательно о полной передаче электрона. Эффективная величина заряда образующихся положительных, так и тем более отрицательных ионов большей частью меньше, чем число электронов, передаваемых данным атомом на образование связей или приобретаемых им при их образовании. [c.59]

Энергия. Система МО молекулы Н2 используется для построения электронных конфигураций двухатомных гомонуклеарных молекул. Заполнение молекулярных орбиталей происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии и принципом Паули, по два электрона размещаются на а- и по четыре на вырожденных я- и 8-орбиталях. Порядок, в котором возрастают энергии МО, устанавливается при исследовании молекулярных спектров и другими экспериментальными методами, а также при помощи квантовомеханических расчетов. Для гомонуклеарных молекул, более тяжелых, чем N3, установлена последовательность орбиталей по энергии [c.74]

Одним из важных свойств химической (ковалентной) связи в молекулах с закрытыми оболочками является ее насыщаемость. Так, из атомов водорода может образоваться молекула На, но не Нд или Н4. Причина насыщаемости химической связи заключается в самой природе атомов и молекул как многоэлектронных систем в подчинении их принципу Паули. Если две молекулы На в основном состоянии оказываются очень близко друг к другу, два электрона первой молекулы на о15-орбитали и два электрона второй молекулы на такой же (тЬ-орбитали оказываются в одной области пространства, МО перекрываются. При этом данному электрону первой молекулы отвечает во второй молекуле электрон в точно таком же квантовом состоянии. Такие два электрона, согласно принципу Паули, будут избегать друг друга, и обе пары электронов сблизившихся молекул будут стремиться уйти из области соприкосновения, уводя с собой ядра, т. е. будет наблюдаться отталкивание молекул. Слияние системы в молекулу Н4 не произойдет. Связь в молекулах На в этом смысле насыщена. Аналогичное состояние отталкивания, часто называемое обменным отталкиванием или отталкиванием Паули, возникает при сближении и других молекул. [c.88]

На рис. 111.15 повторена схема энергетических уровней при сверхтонком взаимодействии в системе с одним неспаренным электроном и ядром со спином /2, которая была уже показана в правой части рис. III.4, но теперь для наглядности две пары уровней (средних и крайних) сдвинуты по горизонтали в разные стороны. По правилам отбора разрешены два электронных спиновых перехода е(1) и е(2), показанные на обоих этих рисунках, и два ядерных спиновых перехода п(1) и п(2) (см. рис. [c.80]

Из уравнений процессов восстановления и окисления видно, что одна молекула хлора, восстанавливаясь, присоединяет два электрона, а окисление одного атома натрия сопровождается отдачей одного электрона. Общее число электронов в системе не изменяется число электронов, отдаваемых атомами восстановителя (натрия), равно числу электронов, присоединяемых молекулами окислителя (хлора). Поэтому одна молекула хлора может окислить два атома натрия. [c.263]

Следовательно, оба электрона образующейся устойчивой молекулы Нг описываются одной молекулярной волновой функцией г з+, т. е. занимают одну МО. Для согласования с принципом Паули эти электроны должны иметь противоположные направления спина. Два электрона с параллельными спинами, характеризующиеся антисимметричной функцией 5 , приводят к возрастанию энергии системы. Химическая связь в данном случае не образуется. [c.31]

Теория валентных связей. Теория ВС, созданная в основном трудами В. Гейтлера и Ф. Лондона, исходит из того, что единичную химическую связь образуют два электрона с противоположными спинами, принадлежащие двум атомам. При этом происходит перекрывание волновых функций электронов, между атомами возникает зона со значительной электронной плотностью, что приводит к уменьшению потенциальной энергии системы, т. е. к образованию связи. Образованная химическая связь двухцентровая, двухэлектронная, обозначается в структурных формулах соединений черточкой и называется ковалентной. [c.230]

В соответствии с принципом Паули, один уровень могут занимать два электрона с противоположными спинами. Поскольку каждый из них имеет одинаковое значение энергии 1 = а + р, то в низшем энергетическом состоянии энергия системы я-электронов этилена будет [c.51]

Уэланд предложил подход к ее решению на примере переходного состояния в реакциях ароматического замещения. При электрофильном замещении из общей я-сис-темы молекулы выбывают два электрона, устанавливающие связь с реагентом в а-комплексе. В результате возникает новая я-система, имеющая на два электрона и один атом меньше, чем исходная. Затрачиваемая на это энергия называется энергией локализации Lr- [c.164]

Первый элемент в периодической системе - водород. Его единственный электрон отвечает / -слою (л - 1), т. е. состоянию 1 . У гелия два электрона (1 ), отличающиеся спинами. [c.43]

Общая характеристика группы. Атомы всех элементов, составляющих вторую группу периодической системы (табл. 8), имеют на внешнем энергетическом уровне по два электрона. В соответствии с этим все они в свободном состоянии являются металлами. Двухзарядные положительные ионы, в виде которых они находятся в соединениях, различаются прежде всего тем, что ион бериллия Ве2+ имеет всего два Электрона, в ионах Mg2+, Са , Ва и Яа на внешнем уровне находится по 8 электронов, а в ионах 2п2+, нHg — по 18 электронов. В соответствии с этим цинк, кадмий и ртуть, будучи по свойствам близки мем<ду собой, отличаются от остальных элементов этой группы и составляют самостоятельную подгруппу элементов. [c.53]

Атомы элементов четвертой группы периодической системы имеют четыре валентных электрона, их высшая степень окисления равна четырем. Расположение валентных электронов в атомах элементов подгруппы углерода и подгруппы титана неодинаково у элементов подгруппы углерода на внешнем электронном уровне находятся четыре электрона, в атомах элементов подгруппы титана — только два электрона. Вследствие этого наблюдается значительное различие свойств простых веществ и соединений этих элементов. [c.82]

В 1927 г. немецкие ученые У. Гейт-лер и Ф.Лондон провели квантовомеханический расчет взаимодействия атомов водорода при образовании молекулы На-В результате приближенного решения уравнения Шредингера они вывели зависимость потенциальной энергии системы от расстояния между ядрами атомов водорода (рис. 13). При сближении двух атомов электроны с антипараллельными спинами притягиваются одновременно двумя протонами, поэтому потенциальная энергия системы уменьшается (кривая 1). При сближении двух атомов действуют не только силы притяжения, но и силы отталкивания. Два электрона отталкиваются друг от друга, то же наблюдается и для двух протонов. Силы отталкивания начинают преобладать при очень малых расстояниях между атомами. При некотором расстоянии между ядрами энергия системы минимальна. Система становится наиболее устойчивой, возникает химическая связь и образуется молекула водорода. Расстояние между ядрами в молекуле водорода Го (длина связи) равно 0,074 нм. При сближении атомов, у электронов которых спины параллельны, наблюдается только их отталкивание и энергия системы возрастает (кривая 2). Квантовомеханические расчеты показывают, что электронная плотность в системе при взаимодействии двух атомов водорода, имеющих антипараллельные спины электронов, максимальна в области, лежащей между ядрами [c.42]

На рис. 5.6 схематически показан переход связи Рассела — Саундерса в у—/-связь для системы двух электронов при увеличении порядкового номера элемента. В случае связи Рассела — Саундерса при наличии одного 5- и р-электрона должно наблюдаться два энергетических уровня, соответствующих термам 1,0 и Р[. При промежуточной связи (2 = 30ч-80) расстояния между компонентами [c.184]

Паули выдвинул замечательную идею о том, что. .. два электрона не могут находиться в строго тождественных квантовых состояниях. .. Принцип Паули имеет фундаментальное значение при построении волновой механики системы. .. Этот принцип не является следствием волновой механики, однако он ей не противоречит . [c.40]

С лития, начинается следующий период в периодической системе. Два электрона заполняют 1 -орбиталь, а третий электрон в атоме вьшу-жден, согласно принципу запрета Паули, занимать следующую по возрастанию энергии орбиталь, т.е. 25-орбиталь [c.393]

В соответствии с хюккелевской моделью 4п-системы два электрона находятся на вырожденных несвязывающих орбиталях и имеют неспаренные спины (см. разд. 2.4.2). Чтобы устранить вырождение, молекула претерпевает перестройку так, что одна из орбиталей увеличивает, а другая понижает энергию (псевдоэффект Яна—Теллера), и электроны спариваются на орбитали с более низкой энергией. Поскольку орбитали были вырожденными, магнитные переходы между ними разрешены, а поскольку разница в энергиях мала, то вероятность такого перехода велика. В соответствии с этим, при введении молекулы в магнитное поле происходит смешение возбужденного и основного состояний. Это приводит к возникновению парамагнитного поля, действие которого противоположно действию диамагнитных полей, обсужденных ранее. Парамагнетизм в бензоле будет небольшим, так как магнитные переходы между занятой и незанятыми орбиталями запрещены и энергетическая разница велика [54]. [c.301]

Представляет интерес рассмотреть, насколько легко происходит само превращение ацетата кобальта в дикобальтоктакарбонил. Валентность кобальта в карбонилах — нулевая, в ацетате кобальт (II) имеет, конечно, валентность 2. Восстановление кобальта (П) в кобальт (0) тре бует два электрона в данной системе электроны доставляются водородом [c.290]

Два электрона системы, заселяющие орбитали и отличающиеся только спиновыми характеристиками, называются спаренными, а Л -электронная систёма, состоящая только из спаренных электронов, называется системой с замкнутыми оболочками. В такой системе число электронов четное, и детерминант Слэтера в этом случае принимает вид [c.67]

Многие процессы гидрирования—дегидрирования осуществляются коферментом флавинадениндинуклеотидом (FAD) при этом два электрона (по аналогии с гидрид-ионом) переносятся от NADH по дыхательной цепи [357]. Флавины — это соединительное звено между одно- и двухэлектронпыми окислительновосстановительными системами и цитохромами в дыхательной цепи, где кислород в конечном счете восстанавливается до воды. FAD — кофермент, который, как и NAD+, переносит электроны [c.411]

Циик, кадмий и ртуть являются элементами побочной подгруппы II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Атомы этих элементов имеют по два электрона во внешнем и восемнадцать — на иредпоследием электронных слоях (электронная [c.234]

Рентгеновский микроанализатор МАР-1 (МАР-2) представляет собой двухтумбовый стол, в котором размещены основные узлы и системы 1) электронно-оптическая система, состоящая йз электронной пушки и электромагнитных конденсаторной и объективной линз, собирающих электроны в узкий пучок 2) вакуумная система, состоящая из колонны, в которую вмонтированы электроннооптическая система и держатель образцов, а также соответствукэ-щих насосов 3) два рентгеновских спектрометра 4) оптический микроскоп 5) механическое устройство для перемещения образца. В МАР-1 используется неподвижный электронный луч, относительно которого механическим способом перемещается образец. [c.151]

Правило Хюккеля допускает существование ароматических систем, содержащих не только секстет электронов. Если в выражении 4и + 2 положить и = О, то окажется, что циклическая система, имеющая лишь два электрона, должна обладать свойствами ароматичности. Это — система циклопропенилия, ее синтезировал в 1957 г. Бреслау при взаимодействии толана с нитрилом диазофенилуксусной кислоты [c.80]

Ион следующего элемента — лития уже имеет два электрона и в значительной степени отличается от протона, но сохраняет ряд его особенностей. Ионы остальных щелочных металлов уже не имеют этих особенностей. Этим обстоятельством оправдывается исключительность поведения протона, отличающее его от всех остальных ионов периодической системы элементов, и выделение реакции офиена протона в отдельную группу. [c.289]

Особенно характерно образование соединений между молекулами, одна из которых имеет низко лежащую свободную МО, а другая — 1есвязывающую орбиталь атомного типа, заполненную двумя электронами.. Перекрывание этих дв>т( МО приводит к образованию новых двух МО, общих для всей системы, и возникновению прочного химического соединения (рис. 53). Возникающая таким образом связь по своему происхождению называется донорно-акцепторной связью. Молекула с низколежащей свободной орбиталью называется акцептором электронов, а имеющая пару электронов на несвязывающей МО — донором. Примером донорно-акцепторного механизма образования химической связи в двухатомных молекулах может служить образование молекулярного иона НеН из атома Не и иона Н . Атом гелия имеет два электрона ка ] -орбитали с энергией —24,6 эВ (ПИ = = 24,6 эВ). Его рассматривают как типичный инертный атом с заполненной оболочкой. У иона имеется свободная 15-орбиталь с энергией —13,6 эВ. При контакте Не и Н возникает НеН -ион, а-МО которого можно представить как линейную комбинацию 15-орбиталей атома Не и иона Н [c.140]

Схема энергетических я-уровней приведена на рис. 93. Два электрона заполняют связывающую и один — несвязывающую я-орбитали. Разрыхляющая я-орбиталь свободна, и я-электронная система стабильна благодаря избытку связывающих электронов. Энергия я-электронов аллила (двух на связывающей и одного на несвязывающей орбиталях), будет [c.220]

Об этом говорит теорема Яна — Теллера Если нелинейная система имеет вырожденные энергетические уровни в основном состоянии, то такое состояние будет неустойчивым, и в системе возникнут искажения, стремящиеся снять вырождение и сделать один из уровней более устойчивым [к-25]. Примером могут служить комплексы иона с шестью одинаковыми лигандами. Электронная структура иона в октаэдрическом поле шести лигандов состоит из двух уровней (/2,,) и (е,.) Заселение высшего уровня (е У осуществляется двумя способами х и ( г=)Ч х > ) > т. е. основное электронное состояние дважды вырождено. Согласно теореме Яна — Теллера при этом октаэдр СиХб не будет стабильным и исказится, перейдя в конфигурацию тетрагональной бипирамиды с четырьмя короткими связями Си—в плоскости хоу и двумя длинными связями Си— Х, направленными вдоль оси 2. В поле тетрагональной симметрии вырождение снимается, энергии d-J- nd y2-орбиталей уже не равны (см. рис. 102). На высшей Орбитали находится теперь один электрон, а на более низкой — два электрона вместо трех электронов на высшем уровне (е ) в октаэдре. Поэтому электронная энергия системы понижается, и ядерная конфигурация тетрагональной [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология