Принцип исключения (принцип Паули) и спин электрона

Принцип исключения (принцип Паули) и спин электрона [c.152]

Электрон, имеющий такой же спин, как у другого электрона, сильно от него отталкивается и стремится занять другую область пространства (другую атомную орбиталь). Если же два электрона занимают одну и ту же орбиталь, они должны иметь противоположно направленные спины. Объединяя вышесказанное, сформулируем принцип Паули (принцип исключения, или принцип запрета) в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми четырьмя квантовыми числами. Другими словами, на одной орбитали (при определенном наборе п, I и т ) может находиться максимум два электрона, имеющих спиновые квантовые числа Шз = + Л и = — /2- [c.35]

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]

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 исключения Паули применим ко всем частицам с полуцелым спином, но не применим к частицам с целым спином. Таким образом, принципу Паули, кроме электронов, подчиняются протоны и нейтроны к дейтеронам, альфа-частицам и фотонам, которые имеют целый спин и симметричные волновые функции, этот принцип не применим. [c.395]

Наиболее важным из этих правил является принцип Паули (принцип исключения или запрета) данную электронную орбиталь могут занимать только два электрона и только при условии, что они обладают противоположными спинами. Такие электроны с противоположно направленными спинами называются спаренными. Электроны с одинаково направленными спинами стремятся удалиться друг от друга на максимально возможное расстояние. [c.14]

ЦИЮ своего спина без нарушения принципа Паули, за исключением случая, когда второй электрон, находящийся на той же орбите, также одновременно изменяет ориентацию своего спина. Но при этом, конечно, не будет происходить результирующего поглощения энергии. Измерения ЭПР проводятся поэтому для соединений переходных металлов и свободных радикалов. [c.361]

Объясните электронную структуру нормального атома водорода, атома гели 1 и атома лития, пользуясь представлениями об орбитах Бора, спине электрона и принципом исключения Паули. [c.158]

Хорошо известный принцип исключения Паули гласит, что данную орбиталь могут занимать не более двух электронов, и то лишь при условии, что они отличаются направлением электронного спина (который может иметь [c.123]

Хорошо известный принцип исключения Паули гласит, что данную орбиталь могут занимать не более двух электронов, и то лишь при условии, что они отличаются направлением электронного спина (который может иметь только две возможные ориентации, изображаемые символами I и ). Два электрона со спаренными спинами часто обозначают следующим образом Такая пара электронов может занимать одну орбиталь. Символы (или Ц) означают два электрона, которые не могут совместно занимать одну орбиталь. [c.149]

Рассмотрим какой-либо атом в магнитном поле, достаточно сильном для того, чтобы все электроны этого атома ориентировались независимо в соответствии с этим нолем. Тогда состояние каждого электрона будет описываться определенным набором квантовых чисел для каждого электрона можно указать значения главного квантового числа п определенной орбитали, квантового числа орбитального момента Количества движения I, орбитального магнитного квантового числа т.1 (указывающего составляющую орбитального момента количества движения в направлении поля), спинового квантового числа (которое для каждого электрона имеет значение /г) и спинового магнитного квантового числа (которое может быть равно + /2, что соответствует приближенной ориентации спина в направлении поля, или — 2, что соответствует приближенной ориентации спина в противоположном направлении). Открытый Паули принцип исключения можно сформулировать следующим образом атом не может существовать в таком квантовом состоянии, при котором два электрона данного атома имели бы одинаковый набор квантовых чисел. [c.116]

В соответствии с принципом исключения Паули каждая из этих орбиталей может быть занята двумя электронами, которые должны иметь противоположные спины. Таким образом, заполненная 25-подоболочка содержит два электрона (одну электронную пару) и заполненная 2р-под- [c.117]

Так, в атоме бора в нормальном состоянии с конфигурацией 1 25 2р-имеются две пары электронов, причем в каждой паре два электрона, занимающие одну и ту же орбиталь, имеют противоположные спины (принцип исключения Паули). Следовательно, суммарным результирующим спином как раз и будет спин пятого электрона таким образом, значение 5 в данном случае равно спину одного электрона 1 = /г- Так же 1 - и 2в-эле-ктроны имеют нулевой орбитальный момент количества движения а 2р-электрон имеет единичный орбитальный момент количества движения, отвечающий квантовому числу / = 1 отсюда следует, что такую же величину имеет ж Ь, т. е. Ь = [c.121]

Теория металлов, в которой считается, что валентные электроны металлов свободно движутся в поле ионов, была разработана голландским физиком Хендриком Антоном Лорентцем (1853—1928) и в квантовомеханической форме — австрийским физиком Вольфгангом Паули (1900— 1958). Плотность энергетических уровней для частиц в ящике дается уравнением (9.18). Согласно принципу исключения Паули, два электрона (с противоположными спинами) могут занимать каждую из орбиталей. [c.516]

Установлено, что при рассмотрении магнитных моментов комплексных соединений можно удовлетворительно применять метод, согласно которому электроны атомов (электроны, которые не участвуют в образовании связи) относят к стабильным орбиталям, не использующимся в качестве связывающих орбиталей. Отнесение происходит в соответствии с максимумом устойчивости, определяемой правилами Хунда для атомов (разд. 5.3) . в частности, электроны распределяются по эквивалентным орбиталям таким образом, чтобы получить максимальное число неспаренных электронных спинов, допустимое принципом исключения Паули. Экспериментально установленные значения магнитных моментов часто можно использовать для выбора одной из нескольких возможных электронных структур комплексного соединения. Применение этого магнитного критерия к октаэдрическим и квадратным комплексам дано в следующих разделах. [c.814]

Из принципа исключения Паули следует, что если в атоме несколько электронов имеют параллельные спины, эти электроны [c.50]

Каждый электрон имеет спин, и, в соответствии с принципом исключения Паули, каждая молекулярная орбиталь может принять максимум два электрона, при этом их спины должны быть противоположно направлены. [c.61]

Принцип исключения Паули требует, чтобы на одной орбите находилось не более двух электронов, причем два электрона на одной орбите должны иметь противоположные спины и, таким образом, взаимно нейтрализовать свои магнитные моменты. Наиболее стабильной орбитой в каждом атоме является Is-орбита в /С-оболочке. В атоме водорода в основном состоянии на этой орбите находится один электрон, спиновый магнитный момент которого делает одноатомный газообразный водород парамагнитным. В атоме гелия в основном состоянии 1 s-орбита занята двумя электронами. [c.31]

Таким образом, при учете спина электронов вводятся четыре квантовых числа п, I, т, s, использование которых, а также принципа исключения Паули позволяет уяснить основные принципы заполнения электронной оболочки атома и построения Периодической системы элементов. [c.9]

Согласно принципу исключения Паули (1925), на орбитали может находиться не больше двух электронов, которые должны иметь противоположные спины. Спином называется свойство электрона вращаться вокруг своей собственной оси в одном или в другом направлении. Благодаря этому вращению (и наличию электрических зарядов) электроны имеют магнитные моменты (спиновые), т. е. они ориентируются в магнитном поле либо в направлении поля, либо в противоположном направлении. Два электрона с противоположными спинами (11), занимающие одну и ту же орбиталь, имеют одинаковые квантовые числа п, I и т, но отличаются своими спиновыми квантовыми [c.82]

Ч тождественно обращается в нуль, если столбцы определителя (6а) линейно зависимы. Для основного состояния атома это означает, что орбитали с наинизшей энергией заняты каждая двумя электронами или что каждая такая спин-орбиталь занята одним электроном. Такая формулировка — одно из частных выражений хорошо известного принципа исключения Паули. [c.11]

Если использовать модель электрон на окружности для описания л-электронов в циклических сопряженных системах, то нужно заселить энергетические уровни электронами в соответствии с принципом заполнения, т. е. соблюдая принцип исключения Паули и правило Хунда. В соответствии с этим для (4п + 2)-л-систем возникает замкнутая оболочка (рис. IV. 12, а) и занятые собственные состояния, или орбитали, дают диамагнитный вклад в магнитную восприимчивость. В противоположность этому в 4п-л -электронных системах высшие занятые орбитали содержат каждая лишь по одному электрону, спины которых не спарены (рис. IV. 12, б), и эти соединения должны быть парамагнитными. В действительности ни циклооктатетраен, ни другие [4/г] аннулены не проявляют молекулярного парамагнетизма. Как гласит теорема, сформулированная Яном и Теллером, вырождение высшей занятой орбитали может быть снято за счет небольшого искажения симметрии молекулы, возможно за счет альтернирования длин связей. Это дает возможность обоим электронам занять один более низко лежащий энергетический уровень. На возникающей Энергетической диаграмме (рис. IV. 12, в) в соответствии с этим высшая занятая и нижняя свободная орбитали разделены лишь небольшой энергетической щелью. Это различие в энергиях значительно меньше, чем в случае (4п + 2)-л-систем. Взаимодействие с магнитным полем Во вызывает смешивание этих электронных состояний, что в соответствии с нашим ана" лизом, начатым в разд. 1 гл. II, приводит к парамагнитному вкладу в константу экранирования о. Он по величине больше. [c.98]

Тогда же, в 1925г., Вольфганг Паули (1900—1958) предложил простой, но чрезвычайно важный принцип, получивший название принципа исключения, или принципа Паули. Согласно этому принципу, в атоме не может быть двух электронов с абсолютно одинаковым набором квантовых чисел, т. е. не может быть двух электронов в одинаковом состоянии. Так, в атоме гелия два электрона могут занимать наиболее устойчивую орбиту с п = 1, но, согласно принципу исключения, это может иметь место только в том случае, если спин одного электрона противоположен спину другого. Литий, элемент с атомным номером три, не может иметь трех электронов на орбите с ге = 1, поскольку третий электрон должен был бы ид1еть спин, параллельный спину первого электрона или спину второго электрона, а это не допускается принципом исключения. Атом лития, следовательно, в нормальном состоянии должен иметь 2 электрона на орбите с ге = 1, т. е. на более устойчивой орбите, и один электрон на менее устойчивой орбите с п = 2. [c.153]

Основное состояние почти всех молекул с четным числом электронов (т. е. именно молекул, а не радикалов) таково, что молекулярные орбитали заполнены парами электронов. Согласно принципу Паули (или принципу исключения), электроны, занимающие одну и ту же орбиталь, имеют противоположно рапра-вленные спины, и, следовательно, результирующее спиновое квантовое число молекул в основном состоянии равно нулю. Однако когда один из электронов промотируется на верхнюю орбиталь, его спин может оказаться ориентированным либо в том же, либо в противоположном направлении, что и у оставшегося на нижней орбитали электрона. В первом случае ( парал- лельная ориентация) результирующее спиновое квантовое число [c.42]

В предыдущих главах подобная процедура применялась к атомам. В результате рещения уравнения Шредингера для атома водорода был получен набор допустимых волновых функций, которые описывают разрешенные атомные энергетические уровни, или атомные орбитали (15, 25, 2р и т.д.). Другие атомы оказалось возможно рассмотреть таким же образом, причем количество атомных орбиталей осталось тем же, что и в атоме водорода, но их энергии изменились из-за увеличения заряда ядра и присутствия других электронов. Электроны рассаживаются на доступные атомные орбитали один за другим в соответствии с принципом построения, согласно которому каждый электрон занимает самую низкую по энергии свободную орбиталь. На каждой орбитали, как требует принцип исключения Паули, размещается не более двух электронов (спиновые квантовые числа их должны иметь разные значения). При наличии нескольких доступных орбиталей с одинаковой энергией (т. е. вырожденных) действует правило максимальной мультиплетности Хунда например, конфигурация основного состояния атома азота имеет вид 8 28Чрг12ру2рг, а Н8 18 28" (2рхУ 2ру), тзк как при этом число параллельных спинов максимально. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология