Принцип запрета (принцип Паули)

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

Состояние электронов в многоэлектронных атомах всегда отвечает квантовомеханическому закону, сформулированному Паули (принцип Паули). Согласно этому принципу в атомной или молекулярной системе не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми. Принцип (запрет) Паули ограничивает число электро- 1 2 J нов в атоме, обладающих определенным значением п. Найдем эти числа для п = 1 и п = 2. [c.47]

В чем состоит принцип запрета Паули и как он позволяет строить модели электронных конфигураций различных атомов [c.409]

Табл. 1 составлена на основе принципа (запрета) Паули, согласно которому в атоме не может быть двух и более электронов [c.40]

Принцип запрета (принцип Паули) [c.112]

В самом деле, принцип Паули — это принцип запрета, чисто негативный, ограничительный по своей природе. Он дает число электронов, наибольшее для данного уровня. Больше этого числа электронов атом разместить не может, но меньше — сколько угодно. Из принципа Паули не вытекает количественная оценка самого значения энергии электронов на разных уровнях, и может быть и такое положение, когда энергия электрона на более далеком уровне будет меньшей, чем на более близком, а потому атом, комплектуя свои оболочки, сможет и не использовать дозволенные Паули уровни и начать размещать электроны в более далеких слоях до тех пор, пока энергетически это будет выгодно (см. табл. 8). [c.81]

Приведена энергетическая диаграмма заполнения атомных орбиталей электронами для элементов с порядковыми номерами 1 (И) — 36 (Кг) в соответствии с принципами минимума энергии, запрета (принцип Паули) и максимальной мультиплетности (правило Хунда). Номера электронов отвечают последовательности заполнения электронами энергетических подуровней и равны порядковым номерам элементов в Периодической системе. [c.38]

Так формулируется принцип запрета (принцип Паули). Австрийский физик В. Паули (1900- 1959) был первым ученым, заметившим, что один электрон, занимающий определенную орбиталь, исключает возможность существования на этой орбитали второго электрона с такой же ориентацией спина. Всего лишь два электрона могут занимать одну и ту же орбиталь, причем они должны иметь противоположные спины. Два электрона с противоположными спинами, занимающие одну и ту же орбиталь, называют электронной парой. [c.112]

Все барионы (исключение составляют протон и нейтрон) были открыты в период 1950—1960 гг. при изучении космических лучей и ускоренных частиц. Их массы лежат в пределах 1115—1318 МэВ. Все барионы являются фермионами для них справедлив принцип запрета (принцип Паули). Наблюдались также более тяжелые барионы со спинами /г, V2,.... Они представляют собой возбужденные состояния (вращательные состояния) основных барионов. [c.599]

Принцип запрета, или принцип Паули. В 1925 г. швейцарский физик Вернер Паули сформулировал основополагающий принцип, описывающий поведение электронов, который не может быть выведен из более общих законов природы. Этот принцип целиком связан со спином электрона. Для учета спина полная волновая функция представляется в виде произведения пространственной и спиновой волновых функций. Таким образом, величина г[) Р есть вероятность нахождения электрона с данным спином в данной точке пространства. Принцип Паули первоначально сформулирован так не может быть двух электронов с одинаковой пространственной частью волновой функции (т. е. занимающих одну орбиталь) и одинаковым спином. Этот принцип ограничивает предельное число электронов на одной орбитали. Действительно, если каждая атомная орбиталь характеризуется тремя числами п, I я т, а спиновое число принимает только два разных значения, то на орбитали не может быть более двух электронов. Спины этих электронов должны быть противоположны по направлению, или спарены. [c.170]

Прежде чем рассмотреть, как отражается на форме многоэлектронной волновой функции замена орбиталей снин-орбиталями, необходимо сформулировать принцип Паули, который в наиболее обш ей форме является одним из основных постулатов квантовой механики, хотя здесь он дается до уравнения Шредингера. Если в многоэлектронной волновой функции обменять координаты двух каких-либо электронов, то волновая функция в соответствии с принципом Паули должна изменить знак, но остаться неизменной по абсолютной величине в каждой точке координатного пространства. Как увидим в дальнейшем, следствием этого требования — так называемого принципа запрета — является невозможность существования двух одинаковых спин-орбиталей в многоэлектронной системе если две орбитали одинаковы, одна должна иметь спиновый множитель а, а другая — р. В атомной системе это означает, что одному и тому же набору четырех квантовых чисел п, I, т ж не могут соответствовать две спин-орбитали. О волновой функции, которая отвечает принципу Паули в его общей форме, говорят, что она антисимметризована . ( Антисимметричность Паули довольно далека от геометрической антисимметричности, наблюдаемой, например, в р-орби-талях). [c.38]

При разработке квантовой характеристики электронов в атомах различных элементов большую роль сыграло применение одного общего положения квантовой механики, называемого принципом исключения (правилом запрета ) или принципом Паули. Для характеристики электронов, находящихся в атомах, это положение может быть сформулировано таким образом [c.38]

Вся совокупность сложных движений электрона в атоме может быть охарактеризована этими четырьмя величинами. Но сами по себе они еще не дают исчерпывающего представления об атомных мирах, ибо число их произвольных сочетаний между собой неограниченно велико. Необходим некий единый принцип, руководствуясь коим можно было бы избрать те сочетания, которые отвечают реальной действительности. Таким принципом является принцип Паули, нередко именуемый запретом Паули. [c.79]

Н, Бора (1913—1915) и др. известно, что эти закономерности обусловлены определенным порядком заполнения электронами оболочек атомов химических элементов. Порядок указанного заполнения электронных оболочек регулируется принципом запрета В. Паули (1925). [c.8]

ПАУЛИ ПРИНЦИП (запрет Паули) — фундаментальный принцип квантовой механики, согласно которому в системе микрочастиц не может существовать двух частиц с одинаковыми квантовыми числами. Например, электроны, входящие в состав атома, должны отличаться хотя бы одним квантовым числом. Этим объясняется заполнение оболочек электронами 2, 8, 18, 32 и т. д. в полном соответствии с периодической системой элементов Д. И. Менделеева. [c.187]

Первые два электрона в юлекулярно.м ионе Не располагаются со спаренными спинами на связывающей а-орбитали и заполняют ее. А что происходит с третьим электроном Согласно принципу запрета Паули, он не может занимать о-орбиталь, а должен разместиться на следующем, более высоком энергетическом уровне, который соответствует разрыхляющей о -орбитали. Этот третий электрон выталкивается из межъядерной области из-за наличия в ней первых двух электронов и вынужден находиться во внешней области, за пределами обоих ядер. Такой электрон оказывает на молекулярную систему разрушающее действие-он расталкивает ядра. Молекула имела бы большую устойчивость, если бы в ней не было третьего электрона. В сущности, он компенсирует действие одного из связывающих электронов, и в результате молекула испытывает эффективное связывающее действие всего одного электрона, т.е. в молекуле образуется неполная, одноэлектронная ковалентная связь. Энергия связи в ионе Нсз должна быть поэтому меньше, че.м в молекуле Н,. [c.518]

Поскольку каждая орбиталь лиганда несет два электрона, а ион Со + имеет шесть валентных электронов, мы должны разместить эти 18 валентных электронов на имеющихся уровнях, следуя принципу запрета Паули и правилу Гунда. [c.20]

При рассмотрении геометрического строения молекулы наиболее важным фактором являются углы между связями. Теория валентной связи гибридизованных орбиталей дает удовлетворительные величины многих из наблюдаемых углов между связями особенно тогда, когда можно сделать определенный выбор участвующих в связи орбиталей. Однако эта теория не всегда дает объяснения наблюдаемым углам. Когда же предсказываемые углы между связями отличаются от экспериментально найденных, то обычно применяют довольно искусственный прием определения степени гибридизации, т, е. относительного вклада в гибридизацию 5-, р- и -составляющих связи . Ниже будет показано, что этим было, по крайней мере, положено начало лучшему пониманию и объяснению различия углов между связями которое наблюдается во многих формально аналогичных молекулах, И модель, которая будет использована, по-прежнему базируется, в основном, п пространственной корреляции электронных пар валентного уровня, возникающей из принципа запрета Паули, [c.223]

Формулировка первоначального принципа запрета Паули в терминах антисимметрии полной волновой функции принадлежит П.А. Дираку (1926). [c.53]

Для частиц, подчиняющихся запрету Паули, следует учесть, что в каждом квантовом состоянии может быть только одна частица. По принципу Паули в одной ячейке могут находиться две частицы с противоположными спинами (гл. XXI). Уменьшив объем ячейки вдвое, примем, что в каждой ячейке может находиться одна частица. Расчет числа способов размещения молекул по g ячейкам [c.233]

Это означает запрет тождественных характеристик частиц. Таким образом, принцип Паули выражается в требовании антисимметричности общих волновых функций. [c.452]

Принцип (запрет) Паули ограничивает число электронов в атоме, имеющих определенные значения л, /, /Л/, т, (может быть только ограниченное число не повторяющих друг друга комбинаций этих величин). Максимальное число электронов в атоме, обладающих данным л, равно 2л [c.31]

Фундаментальную роль в поведении многоэлектронных систем играет принцип Паули (принцип исключения или запрета), согласно которому на одной спин-орбитали не может находиться более одного электрона, т. е. в атоме не может существовать двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел. Принцип Паули относится к основным законам природы и выражает одно из важнейших свойств не только электронов, но и всех других микрочастиц, которые имеют полуцелые значения спинового числа (в том числе протонов, нейтронов и многих ядер). [c.39]

Принцип запрета Паули и его применение к стереохимии 204 Молекулы правильной геометрической формы [c.12]

Фундаментальную роль в поведении многоэлектронных систем играет принцип Паули (принцип исключения или запрета), согласно которому на одной спин-орбитали не может находиться более одного электрона, т. е. в атоме не может существовать двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел. Принцип Паули относится к основным законам природы и выражает одно из важнейших свойств не только электронов, но и всех других [c.44]

Принцип запрета Паули м его применение к стереохимии [c.199]

Таким образом, с точки зрения современной теории необходимо всегда учитывать принцип запрета Паули наряду с обычными межэлектронными силами и взаимодействиями атомных ядер. [c.200]

Другое проткЕоречис, заложенное в протон-электронной модели, можно обнаружить при рассмотрении статистики ядер изотопа N. Макроскопические сеойстез, такие как распределение энергии по молекулам газа, описываются классической статистикой Больцмана, но для ядер и элементарных частиц оказалось необходимым ввести новый статистический подход. На основе квантовой теории были разработаны два типа статистики. Если координаты двух идентичных частиц в системе можно взаимно переставить без изменения знака волновой функции, описывающей систему, то она подчиняется статистике Бозе—Эйнштейна. Однако, если волновая функция антисимметрична, другими словами, если знак волновой функции меняется при перестановке координат, то система подчиняется статистике Ферми —Дирака, причем различие состоит в том, что принцип запрета Паули [c.392]

Развитие метода молекулярных пучков и открытие магинтиого момента протона Разработка резонансного метода измерения магнитных свойств атомных адер Открытие принципа запрета (принцип Паули) [c.778]

Никакие два электрона в одном и том же атоме не могут находиться в одинаковом квантовом состоянии. Это требование известно под названием принципа запрета Паули, Оно означает, что никакие два электрона в одном атоме не могут характеризоваться одинаковым набором значений всех четырех квантовых чисел п, I. т и 5. Следовательно, на одной атомной орбитали, описываемой квантовыми числами н, I и ш, может находиться максимум два электрона один со спиновым квантовым числом (спином) -I- 2 и один со спином - 2. Приняго схематически обозначать произвольную атомную орбиталь кружком, а находящийся на орбитали электрон-стрелкой внутри кружка [c.386]

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 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

Рассматривая спектроскопический материал, Паули сформулировал следующий принцип или запрет. Электроны не могут иметь тождественных характеристик — обладать одинаковыми всеми четырьмя квантовыми числами. Мы уже упоминали этот принцип в гл. XIII. Принцип Паули записывает важнейшее свойство не только электронов, но и многих частиц. Естественно, что должна существовать более рациональная его формулировка, не связанная с квантовыми числами, лишь приближенно характеризующими состояния электронов в атоме. Эту формулировку надлежит дать на языке волновых функций, описывающих частицы. [c.451]

В течение последнего десятилетия Леннард-Джонс, Попл, Лин-нетт, Уолш и др. рассматривали проблемы геометрических форм молекул, пользуясь новым теоретическим подходом. Их метод, хотя и использует в некоторой мере тот же математический аппарат и те же основные идеи, что и в теориях валентной связи и локализованных молекулярных орбиталей, но обращает основное внимание на число электронов в валентном уровне и на свойства этих электронов. Все электронные системы (атомы, молекулы или твердые тела) обладают одним свойством — электроны с одним и тем же спином не могут одновременно находиться % одной и той же области пространства. Так как все электроны заряжены отрицательно, они будут взаимно отталкиваться в соответствии с законом Кулона. Однако даже более важным в определении форм и свойств молекул является то, что электроны с одним и тем же спином, как оказалось, имеют очень малую вероятность нахождения близко один от другого из-за жестких требований принципа запрета Паули . Вообще говоря, только из рассмотрения спинового взаимодействия, не принимая во внимание возмущения, возникающего из-за электронного отталкивания, стало возможным установление геометрического расположения электронов, которое было выше описано для 2, 3, 4, 5 и 6 электронных пар. [c.199]

Можно легко показать, что применение принципа Паули приводит к тем же выводам, что и метод валентных связей. Общая методика заключается в следующем. Предполагается, что валентные электроны находятся на соответствующих атомных s-, р- и d-орбиталях. Затем для этих электронов пишут полную антисимметричную волновую функцию , тем самым принимая во внимание принцип Паули и неразличимость электронов. Далее, считают, что значение волновой функции для любой конфигурации, в которой два электрона имеют те же самые спины и характеризуются одинаковыми радиусами-векторами, равно нулю, так что вероятность такой конфигурации также равна нулю. В соответствии с принципом запрета, электроны с одним итем же спином оказываются пространственно разобщены. Это вскоре станет более ясным, когда будет рассмотрен конкретный пример. [c.200]

Мы уже обсуждали (гл. 6) факторы, определяющие форму неорга нических молекул, составленных из атомов переходных элементов. Главным образом это — размер и заряд центрального иона, наличие свободной электронной пары, возможность расширения валентного уровня сверхоктета, являющегося предельным для элементов второго периода, способность к образованию л -связей. стерические требования к группам, связанным с центральным атомом, и, вероятно, важнее всего принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов, не имеющих свободных электронных пар, следует ожидать, и это действительно обнаруживается, правильные формы. Молекулы с координационными числами 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 характеризуются следующими структура, чи линейной, треугольной, правильной тетраэдрической, тригональной бипирамидой, октаэдрической, пятиугольной бипирамидой и квадратной (архимедовой) антипризмой. Можно сказать, что всякий раз, когда электронный уровень атома переходного элемента, не принимающий участия в связи, будет иметь сферическую симметрию, структура таких комплексов будет правильной, определяемой только координационным числом. Можно вы писать электронные конфигурации, которые приводят к правильным симметричным комплексам. Для наиболее распространенных координационных чисел 6 и 4 имеют место следующие конфигу рации [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология