Модель атомных оболочек

МОДЕЛЬ АТОМНЫХ ОБОЛОЧЕК [c.17]

Однако исследования последних лет показали, что протоны и нейтроны располагаются в ядре не хаотично, а по определенным оболочкам, подобно тому как электроны в атоме находятся на строго определенных орбитах. Модели атомных ядер еще окончательно не построены, но имеется много данных о том, что в некоторых ядрах есть заполненные нейтронные и протонные оболочки, содержащие определенное число нуклонов, равное 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Эти числа получили название магических . Ядра, содержащее в своем составе магическое число протонов или нейтронов, наиболее устойчивы. Об этом свидетельствуют, прежде всего, повышенные величины энергии связи нуклонов в таких ядрах. [c.21]

Периодическая система атомных ядер. Общепринятой теории структуры атомных ядер пока не имеется. Согласно одной из моделей, атомное ядро имеет оболочечное строение. Предполагают, что протоны и нейтроны, независимо друг от друга, заполняют ядерные слон и оболочки, подобно тому как это наблюдается для электронов в электронной оболочке атома. [c.37]

Сравнительное изучение элементов показывает, что их физические и химические свойства периодически повторяются с возрастанием атомного номера. Модель атома по Бору указывает, что эта правильность свойств связана с закономерностями в расположении электронов атомной оболочки. Согласно этой модели, определенное число электронов движется на различных слоях или орбитах, которые окружают ядро на разном расстоянии. [c.14]

Приведенные данные показывают, что попытка дать систематику молекул, пользуясь методом МО, т. е. обол-очечной моделью молекул, приводит в общем к удовлетворительным результатам. Причиной здесь является закономерность и логичность построения при переходе от атомных орбиталей к молекулярным, т. е. от атомных оболочек к молекулярным. Это рассмотрение, приводящее к качественно правильным выводам, показывает на большое преимущество метода МО по сравнению с методом валентных схем. [c.102]

Строение электронной оболочки атома по Бору. Как уже указывалось, в своей теории Нильс Бор исходил из ядерной модели атома. Основываясь иа положении квантовой теории света о прерывистой, дискретной природе излучения и на линейчатом характере атомны.х спектров, ои сделал вывод, что энергия >лектронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т. е. дискретно. Поэтому в атоме возможны не любые энергетические состояния электронов, а лишь определенные, разрешенные состояния. Иначе говоря, энергетические состояния электронов в атоме квантованы. Переход из одного разрешенного состояния в другое совершается скачкообразно и сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения. [c.66]

Конечно, тут открывается большой простор для фантазии теоретика (деформируй отдельные электронные облака атомов молекулы так, или почти так, как хочешь, благо математика это позволяет ). Можно сосредоточить (локализовать) электронную плотность частично на атомах (в виде электронных пар внутренних оболочек атомов или неподеленных электронных пар валентной оболочки), а частично на химических связях (локализация электронов в поле двух ядер отвечает двухцентровому взаимодействию атом — атом, которое описывается классической символикой валентного штриха), а можно пользоваться и делокализованными орбиталями, охватывающими в принципе все атомные ядра молекулы. Разумный теоретик стремится воспользоваться этой свободой для того, чтобы построить модель, приемлемую для химика и пригодную для описания данного класса свойств. [c.210]

Перейдем к рассмотрению закономерностей поведения электронов в атоме. Согласно современным представлениям, периодичность изменения свойств элементов, расположенных в порядке возрастания заряда ядра (атомного номера элемента), обусловлена периодичностью изменения в строении электронной оболочки атомов. Поэтому изучение строения этих оболочек — одна из важнейших задач химии. В модели, предложенной Э. Резерфордом, электроны рассматривались как частицы, движущиеся по плоским орбитам [c.25]

Таким качественным скачком стало познание строения атома и, как следствие, познание физической причины повторяемости свойств химических элементов. Как теперь известно, она зависит от повторяемости в строении электронной оболочки атома, а не от атомного веса, как считал Д. И. Менделеев и его современники. Было установлено, что повторяемость свойств от периода к периоду является зеркальным отображением структуры электронной оболочки от квантового слоя к слою. Оказалось, что этим повторяемость не ограничивается кроме квантовых слоев в электронной оболочке есть еще и подслои. Они тоже вызывают повторяемость химических свойств уже внутри периодов системы. Табличная модель системы уже не была в состоянии отражать наглядно эти вторичные виды повторяемости, а формулировка Периодического закона не была адекватной смыслу явления. [c.148]

Как известно, атомный вес химического элемента складывается из атомных весов нейтронов и протонов в ядре (А = N -(- р), но только число протонов закономерно растет в ряду химических элементов, а рост числа нейтронов не имеет строгой закономерности. Значит, такую функциональную связь логично искать только между числом протонов в ядре и числом электронов в электронной оболочке. Она сегодня известна и выражается уравнением Ер" = Ее. Это проясняет физическую суть математической модели триад Доберейнера. В начале естественного ряда химических элементов (примерно до № 20) рост протонов и нейтронов в ядре идет синхронно и закономерно, что и выражено среднеарифметической величиной атомного веса среднего химического элемента от атомных весов крайних. В последующих триадах отклонение от этой зависимости у него прогрессивно возрастало потому, что возрастало число избыточных нейтронов в ядре, что вносило свою лепту в искажение линейной зависимости. [c.154]

Строение электронных оболочек атома. Планетарная модель атома 43 8. Модель атома по Бору 45 9. Состояние электронов в атомах 48 10. Атомные орбитали 49 11. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 54 [c.381]

Модели строения ядра. Ряд свойств атомных ядер может быть понят на основе моделей их строения — капельной модели, модели оболочек и коллективной модели. [c.50]

Планетарная модель атома Э. Резерфорда, Н. Бора, А. Зоммерфельда позволяет создать качественную картину строения электронных оболочек атомов элементов периодической системы Д. И. Менделеева, объяснить атомные спектры, количественно рассчитать энергию электрона в атоме водорода и объяснить эффект расщепления спектральных линий атомов в магнитном и электрическом поле. Однако, несмотря на отмеченные достоинства, в процессе разработки и практического использования этой теории обнаружились принципиальные недостатки, а именно [c.199]

Оболочечная модель ядра атома и устойчивость изотопов. Экспериментально установлено, что свойства атомных ядер, например, стабильность, распространенность в природе, энергия связи нуклона в ядре, число изотопов, изменяются периодически с увеличением числа протонов и нейтронов. На этом основании выдвинута гипотеза об оболочечном строении ядер атомов. Считается, что ядерные оболочки заполняются нуклонами (протонами и нейтронами) подобно тому, как заполняются электронами оболочки атома. Стабильными и распространенными являются те атомы, ядра которых имеют определенное число протонов или нейтронов, а именно 2, 8, 20, 50, 82, 114, 126. Эти числа получили название магических. Считается, что они связаны с емкостью оболочек. [c.86]

Оболочечная модель ядра. Магические числа нуклонов. При рассмотрении вопросов формирования ядра из нуклонов следует учитывать принцип Паули, согласно которому две частицы не могут находиться в совершенно одинаковом состоянии (в химии принцип Паули часто трактуется применительно лишь к квантовым числам электронов, располагающихся на атомных орбиталях). Так, одноименные нуклоны (р — р или п) могут соединиться лишь в том случае, если они обладают противоположно направленными спинами. Применение принципа Паули к объяснению некоторых особенностей строения атомного ядра приводит к выводу, что нуклоны в ядре, так же как электроны в электронной оболочке атома, расположены на энергетических оболочках — уровнях. Действительно, эксперимент показывает, что ядра, содержащие 2, 8, 20, 50, 82 либо 126 [c.13]

Одна из простейших моделей базируется на следующем постулате [62] геометрия молекулы зависит от отталкивания между валентными электронными парами центрального атома. Валентная оболочка является внешней частью электронного облака, окружающего атомные ядра, [c.143]

Для истолкования указанных свойств было высказано предположение, что протоны и нейтроны в ядре распределяются по определенным ядерным уровням (оболочкам), предельное количество которых на каждом из них соответствует магическим числам нуклонов. Магические атомные ядра играют здесь роль аналогов атомов благородных газов. Этот подход лежит в основе модели ядерных оболочек. Такая модель объясняет высокую устойчивость ядра гелия, широкую распространенность кислорода и кремния в природе и др. Дальнейшая разработка моделей строения ядер пдквела к коллективной модели ядра. [c.50]

В настоящее время внимание исследователей концентрируется на зависимости свойств от состава и строения ядер, а также взаимосвязи строения ядра н электронной оболочки. Ядро — очень сложная система со своими особыми ядерными связями и ядерными силами. Пред.чожено несколько моделей атомных ядер оболочечная, капельная и обобщенная (коллективная). Точное определение строения ядра и создание единой его модели сдерживается в основном вследствие математических трудностей. Можно ожидать в будущем создания сверхбыстрых вычислительных машин и преодоления возникших трудностей, Од1шко можно с уверенностью сказать, что стройная и строгая периодическая система после этого будет еще более всеобъемлющей. [c.42]

По этим причинам включение модели атомной асимметрии в спиральную модель может, по-видимому, представлять только академический интерес. Мы принимаем, что четыре атома у асимметрического центра благодаря внешней деформации их электронных оболочек приобретают частичные положительные заряды, аронорциональные их поляризуемостям. Эти заряды в свою очередь, благодаря прямым эффектам поля между рассматриваемыми атомами, создают дополнительную поляризацию (направленную от менее поляризуемого атома к более поляризуемому). Это схематически показано на рис. 52, где линия ОСВА образует правую спираль. Мы не можем оценить величину эффекта атомной асимметрии [25], но предполагаем теперь, что ею можно пренебречь, пока не будет показано, что эта величина достаточно велика, чтобы ее нужно было учитывать. Между тем следует обратить внимание на причину большого вращения соединений, приводившихся в поддержку модели атомной асимметрии [25]. [c.266]

Тетраэдрическая модель углеродного атома получила подкроплепие в электрон-rroii теории строения атомных оболочек (Бор). Паибо.чее убедительные доводы в пользу углеродного тетраэдра бьтли получены в эксперимептальных данных но рентгеноструктурному анализу органических соединений, в работах Брэгга и последующих авторов. [c.37]

Во всех трех случаях наблюдается образование оболочечной структуры капли-кластера, содержащей 2(2i + 1) вырожденных уровней, сгруппированных в полосы (оболочки) с щелями между ними. Наибольшие щели и наибольшее вырождение получаются для гармонического осциллятора. В случае потенциалов Вуда—Саксона и прямоугольной ямы вырождение частично снимается для уровней с большим орбитальным числом и появляются подоболочки. Это обстоятельство весьма важно для характеристики кластерной оболочечной модели ядра, а также для кластерной атомной модели, включающей большое число атомов (о чем речь пойдет далее). Оболочечная модель ядра имеет, однако, отличия от атома в получении реальных моментов ядер. Для ядер работает правило четного и нечетного числа нуклонов, когда угловой момент всего нечетного ядра определяется одним добавочным сверх четной структуры ядра нуклоном. Правила Гунда для заполнения атомной оболочки диктуют получение больших угловых моментов, что связано с кулоновским отталкиванием электронов, которое уменьшается для электронов с параллельными спинами. Для нуклонов в ядре, кроме общего постоянного притяжения, существует еще парное притяжение, которое максимально при противоположном направлении спинов нуклонов. Тогда ядра, включающие четные числа нуклонов, обладают нулевым спином. [c.214]

Большая часть полярных атомных групп на поверхности белков и нуклеиновых кислот расположена близко друг к другу, так что молекула воды в гидратной оболочке может связываться с поверхностью двумя водородными связями [138— 140]. Поэтому хорошей моделью для изучения свойств воды полярной поверхности биополимеров могут служить полифунк-циональные низкомолекулярные соединения со сближенными полярными группами, такие, например, как сахара, аминокислоты и др. [c.54]

Используемые в органической химии методы анализа и синтеза позволяют однозначно определить порядок связывания атомов в молекуле (исключениями являются лишь случаи таутомерии и перегруппировок). Под порядком связывания понимают взаимное геометрическое расположение соседних атомов в молекуле и пространственно-статическую модель молекулы в целом. В классической структурной теории эти эмпирические данные связывались с гипотетическими представлениями о валентности, например, с высказанными Кекуле. Все это сохранило свое значение и в настоящее время молекулярные модели структурной теории дают правильное описание атомных скелетов молекул. Однако, в соответствии с представлениями об атоме как совокупности ядра и оболочки, оказалось необходи.мым дополнить указан- [c.46]

Очевидно, что модель независимых частиц схематична. В ней утрачены многие детали атомных спектров. Как и всякое приближение, она имеет свою область применимости. В то же время она содержит мощный параметр (экранирующий потенциал), подбирая который можно воспроизвести те или иные характеристики атома. В целом модель независимых частиц охватывает основные черты электронной структуры атомов. Именно поэтому возникающие в ней понятия, такие, как спинюрби-таль, оболочка, орбитальная энергия, конфигурация, само понятие одноэлектронного приближения сохраняются во всех более реалистичных приближениях. [c.125]

Метод МО представляет собой естественное распространение модели атома, как сис гемы из ядра и электронных оболочек, на случай молекулы. В атоме электроны двигаются в центральном поле единственного положительно заряженного ядра. В молекуле же электроны двигаются в многоцентровом поле положительно заряженных ядер и описываются своими функциями, которые подобно атомным функциям — АО, называются молвйулярными орбиталями — МО. [c.101]

Достижения современной ядерной физики и химии позволяют более определенно судить и о возможностях синтеза новых искусственных сверхтяжелых элементов. Эта проблема также неоднозначна. С одной стороны, последовательное увеличение числа протонов в ядре приводит к более резкому возрастанию числа нейтронов (атомная масса элементов растет быстрее, чем атомный номер ) и нестабильность тяжелых ядер должна увеличиваться с ростом числа нейтронов, вплоть до невозможности их существования. С другой стороны, оболочечная модель ядра предполагает наличие полностью завершенных нуклонных слоев (магические числа 2, 8, 14, 20, 28, 50, 126) . Такие завершенные нуклонные оболочки обладают повышенной стабильностью. На этом основано предсталение о так называемых островках стабильности среди сверхтяжелых элементов, ближайший из которых находится вблизи 2=126, т. е. соответствующие ядра должны обладать сравнительно высокой устойчивостью. [c.451]

В. Рамзай, 1894—98). Эти открытия привели в конечном счете к принципиально новым представлениям о строении и св-вах материи. В 1911 Э. Резерфорд разработал ядерную (планетарную) модель строения атома. Применив к ней квантовые представления Планка, Н. Бор (1913—21) предложил модель строения электронных оболочек атомов и тем самым заложил основы теории периодич. системы. Атомная модель Резерфорда — Бора стала не только центр, понятием атомистики 20 в., но и легла в основу мн. хим. теорий, в т. ч. электронных представлений о хим. связи (В. Коссель и Г. Льюис, 1916). Исследование радиоактивности способствовало открытию новых радиоактивных элементов (Ро, Ка, Ас, Кп, Ра), а также свойственной им изотопии в этом русле возникла новая дисцинлпна — радиохимия. Достижения X. конца 19 в. положили начало совр. этану ее развития. [c.653]

Теория П.с. была преим. создана Н. Бором (1913-21) на базе предложенной им квантовой модели атома. Учитывая специфику изменения св-в элементов в П. с. и сведения об их атомных спектрах, Бор разработал схему построения электронных конфигураций атомов по мере возрастания 2, положив ее в основу объяснения явления периодичности и структуры П.с. Эта схема опирается на определенную последовательность заполнения электронами оболочек (наз. также слоями, уровнями) и подоболочек (оболочек, подуровней) в атомах в соответствии с увеличением 2. Сходные электронные конфигурации внеш. электронных оболочек в атомах периодически повторяются, что и обусловливает периодич. изменение хим. св-в элементов. В этом состоит гл. причина физ. природы феномена периодичности. Электронные оболочки, за исключением тех, к-рые отвечают значениям 1 и 2 главного квантового числа и, не заполняются последовательно и монотонно до своего полного завершения (числа электронов в последоват. оболочках составляют 2, 8, 18, 32, 50,...) построение нх периодически прерывается появлением совокупностей электронов (составляющих определенные подоболочки), к-рые отвечают большим значениям п. В этом заключается существ, особенность электронного истолкования структуры П.с. [c.484]

Эндоэдральные комплексы фуллеренов, таким образом, являются молекулярным топологическшч объектом типа атом внутри сферы . В идеальной трактовке топологической связи между атомом и оболочкой не должно быть никакого взаимодействия. Для реальных атомно-молекулярных, а не геометрических систем абсолютно все взаимодействия исключить не возможно. В данной модели остается электростатическое взаимодействие, которого, вероятно, нет, если включен атом инертного газа. [c.143]

Для описания взаимодействия рентгеновского излучения с веществом можно использовать модель атома, предложенную Бором. В этой модели Z электронов, определяюнщх атомный номер элемента, сгруппированы в оболочки. [c.58]

Химическая инертность и оптические спектры атомов инертных газов указывают на то, что их электронные оболочки являются полностью заполненными. Потенциалы ионизации служат количественной мерой прочности связи электронов с атомным остатком. Для инертных газов кинетическая энергия, вычисленная по закону равнораспределения, становится сравнимой с потенциалом ионизации только при температурах около 100 000° поэтому при всех температурах, используемых в обычных условиях, термическая ионизация этих атомов исключена и можно считать, что они ведут себя примерно так, как это предсказывается теорией дпя упругих шаров. Атомы инертных газов ближе других отвечают модели таких гипотетических шаров, постулированной в кинетической теории газов. Поэтому их поведение можно сравнить с тем поведением, которого следует ожидать, исходя из сумм но состояниям, вычисленным с помощью квантовой теории. Пусть масса атома равна т, вырожденность — g, а изучаемая система содержит N атомов одного и того же сорта, свободно движущихся при температуре Т в объеме V. Тогда, как было показано в гл. VIII, сумма по состояниям имеет вид [c.331]

Перекрытие строго сферических 5-оболочек ведет к образованию ГЦК - Сфуктуры типа меди, а перекрытие слегка вытянутых или сплюснутых сфероидальных s-оболочек - плотных гексагональных сфуктур. Замещение атома в решетке растворителя, например Ni, с атомным радиусом 1,24A и электронной концентрацией 2эл/ат, большим атомом легирующего элемента, например Си (r=l,28A, 1э.л/ат), ведет к оттеснению атомов никеля от узла, занятого атомом меди, и созданию зоны сжатия. Согласно модели перекрывающихся 5-оболочек происходит совмещение максимумов элекфонной плотности 45-оболочки атома меди с максимумами 45 -оболочек атолюв никеля. Атом меди оказывается центром зоны сжатия, бысфо убывающей к периферийным атомам никеля на расстоянии 2-3 постоянных решетки. Локальный характер изменения длины и энергии межатомных связей вокруг растворенного атома объясняет реальные отклонения от правила Вегарда, постулирующего линейные изменения параметра (или атомного объема) при возрастании доли легирутощего элемента. [c.37]

Предсказание профиля резиста требует моделирования экспозиции и проявления. Для количественного описания распределения энергии в полимерном слое, помещенном на подложку, наиболее часто используется метод Монте-Карло. Он состоит в моделировании траектории электронов в системе резист — подложка на ЭВМ. Взаимодействие электрона со средой представляет собой ряд последовательных отражений, при которых происходит изменение направления движения электрона и потеря им энергии. В большинстве подходов используют модель с одним отражением, направление которого случайно. При этом предполагается, что направление движения электрона изменяется в результате его упругого отражения от атомного ядра, причем угол столкновения может быть вычислен из приближенных решений уравнения Шре-дингера, предложенных Борном [7]. Угловое распределение рассеянных электронов зависит от потенциала. Чаще всего используют потенциал Томаса — Ферми, рассчитываемый в предположении, что на движущийся электрон действует атомный заряд близлежащего ядра, величина которого корректируется с учетом электронной оболочки атома. Предполагается также, что между двумя упругими столкновениями электрон движется по прямой с длиной, равной среднему свободному пути, и теряет энергию. Потерю энергии электроном обычно рассчитывают в соответствии с приближением постепенного понижения (метод СЗОА) по уравнению Бете [c.216]

В зтой наглядной модели рассматриваются колебания атомных ядер, возникающие в результате образования ФСК, т. е. взаимодействия фермента с субстратом. При этом взаимодействии изменяются состояния электронных оболочек субстрата и атомных групп активного центра. Электронные оболочки испытывают возмущение вследствие взаимодействий в ФСК. Превращение субстратов в продукт есть химический процесс, т. е. изменение состояния электронных оболочек молекул. Как и в любой иной химической реакции, при этом происходят перемещения атомных ядер. Среди движений атомных ядер наименьшей энергии требуют низкочастотные деформационные колебания и повороты вокруг единичных связей, т. е. изменения конформаций, В 6.4 уже рассматривались конформационные изменения в ФСК. Важнейшее значение для ферментативного катализа имеют взаимодействия электронных и конформационных степеней свободы — электронно-конформационные взаимодействия (ЭКВ), ЭКВ рассмотрены в работах Волькенштейна, а также Блюмен-фельда, Чернавского и их сотрудников. [c.194]