Орбиты эллиптические

Рис. 8. Вращение перигелия эллипса, по которому движется электрон (прецессия эллиптической орбиты)

Успех теории Бора ограничился возможностью ее применения только к атому водорода. При попытках применения теории Бора к атому гелия она уже оказалась малоэффективной. Расчеты более сложных атомов на основе применения упрощенных представлений Бора выполнить оказалось вообще невозможно. Несмотря на внесенные Арнольдом Зоммерфельдом (1863— 1951) в теорию Бора усовершенствования, в связи с которыми была учтена возможность движения электронов в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, эта теория должна была уступить место новым воззрениям. [c.26]

Во многих учебниках химии понятия и термины вводятся на основе представлений теории строения атома Бора такое положение затрудняет изучение основ квантовой химии. Поэтому в дальнейшем не применяются такие, например, термины, как круговые (эллиптические) орбиты электронов. В то же время представления об электронном облаке и электронных оболочках находят применение при квантовомеханическом описании строения атомов. [c.39]

Строение многоэлектронных атомов. Описание многоэлектронных атомов химических элементов с позиций теории Бора было проведено в 1916—1925 гг. А. Зоммерфельдом и другими исследователями. Сложность многоэлектронных атомов потребовала учитывать взаимодействие электронных орбит и заставила предположить, что помимо круговых орбит в атоме могут быть также и эллиптические орбиты. Эллиптически. орбитам, эквивалентным круговым, соответствуют более высокие уровни энергии. Движение электронов по эллипсам характеризуется так называемым угловым моментом количества движения М1, который может принимать только строго определенные значения, пропорциональные й/2я [c.193]

Различие подуровней электронов данной оболочки рассматривалось в теории Бора как результат того, что электроны могут вращаться не только по круговым орбитам, но и по орбитам эллиптическим с различным эксцентрицитетом. Побочное квантовое число должно характеризовать этот эксцентрицитет. [c.37]

Переход от представлений о круговых и эллиптических орбитах электронов к плотностям вероятности оказывается очень трудным для большинства студентов, но им удается по крайней мере объяснить, о чем говорит принцип неопределенности и почему вообще приходится говорить [c.573]

Важным результатом теории Бора было объяснение спектра водорода. Дальнейшее развитие теории атомных спектров было сделано Зоммерфельдом (1916), который разработал более детально правила квантования. Исходя из более сложной картины движения электронов в атоме по эллиптическим орбитам, а также учитывая зависимость массы от скорости внешнего электрона, он сумел создать теорию тонкой структуры спектров водородоподобных атомов и прежде всего объяснить ряд закономерностей спектров щелочных металлов. [c.46]

А. Зоммерфельд, который, следуя, как когда-то Кеплер при изучении планетной системы, внутреннему чувству гармонии , разработал представление об эллиптических орбитах, введя для них соответствующее условие квантования, которое заменило боровскую формулу (3) [c.14]

Рис. 1-11, Влияние эллиптической орбиты иа изменение гиф.

Наконец, несмотря на усовершенствования, внесенные в теорию Вора другими учеными (была принята во внимание возможность движения электрона в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, по-разному расположенным в пространстве), эта теория не смогла объяснить некоторых важных спектральных характеристик многоэлектронных атомов и даже атома водорода. Например, оставалась неясной причина различной интенсивности линий в атомном спектре водорода не объяснялась тонкая структура спектров атомов, заключающаяся в том, что их отдельные линии расщепляются на несколько других. Сами количественные расчеты многоэлектронных атомов оказались чрезвычайно сложными и практически неосуществимыми. Теория ошибочно описывала магнитные свойства атома водорода, принципиально не могла объяснить образование химической связи в молекулах. [c.45]

Немецкий физик А. Зоммерфельд ввел существенное дополнение в представления о форме орбит движения электронов круговые орбиты Бора были заменены более общим случаем эллиптических орбит. Это потребовало введения второго квантового числа, связанного с вытянутостью эллипса. В современной теории это квантовое число I называют орбитальным, азимутальным или побочным в отличие от главного квантового числа. [c.161]

В дальнейшем (1916—1925 гг.) Зоммерфельд (Германия) и другие ученые разработали теорию строения многоэлектронных атомов, которая явилась развитием теории Бора. Было предположено, что стационарные орбиты в атомах могут быть не только круговыми, но и эллиптическими и могут различным образом располагаться в пространстве при этом размеры орбит и их расположение в пространстве задавались правилами квантования, представляющими обобщение уравнения (1.13). При помощи этой теории удалось объяснить многие закономерности, характерные для спектров. Однако теория Бора — Зоммерфельда не удовлетворяет современному состоянию науки. Несмотря на то что она объясняет многие особенности спектров, она имеет ряд неустранимых недостатков, которые обусловливают необходимость ее замены более совершенными представлениями. Главные недостатки теории Бора — Зоммерфельда таковы [c.19]

Безусловно, что теория Бора обладала большими достоинствами, например таким, как количественное предсказание линейчатых спектров водородоподобных атомов. Однако были такн е и некоторые трудности. Одним из первых затруднений была проблема тонкой структуры линейчатого спектра водородоподобного атома. Теория Бора объясняла существование различных линий в спектре водорода и предсказывала существование серий только единичных линий. В то время это было как раз тем, что и наблюдалось на опыте. Однако с усовершенствованием приборов и техники эксперимента оказалось, что линии, принимавшиеся раньше за единичные, в действительности состоят из совокупности линий,. расположенных очень близко друг к другу. Следовательно, для каждого квантового числа существует скорее несколько энергетических уровней, близких друг к другу, чем единственный уровень. Потребовалось введение новых квантовых чисел, а получить их непосредственно нз модели Бора было невозможно. Это затруднение было до некоторой степени разрешено Зоммер-фельдом, когда он детально рассмотрел существование для электрона эллиптических орбит. Бор допускал возможность существования эллиптических орбит в своей первоначальной работе, но дальше не развил эту идею. Для круговых электронных орбит единственной изменяющейся координатой является угол вращения ф. Однако для эллиптической орбиты (рис. 1-11) изменяться могут как угол ф, так и радиус-вектор г. Две степени свободы обусловливают возможность существования двух квантовых состояний. Для того чтобы обе степени свободы сделать квантованными, [c.34]

Выбор энергии и момента импульса в качестве независимых характеристик вращательного движения обладает очень важными преимуществами перед другими парами независимых величин. Прежде всего эти преимущества вытекают из фундаментальных законов сохранения, согласно которым энергия и момент импульса системы не изменяются, если система не взаимодействует с внешним миром (окружающей средой), а в случае взаимодействия сохраняются постоянными суммарные значения этих величин у всех участвующих во взаимодействии систем. Этого нельзя сказать о таких характеристиках вращения, как Я я (л. Действительно, в общем случае при вращении частицы движутся не по круговым орбитам, а, например, по эллиптическим, так что расстояние до центра вращения изменяется, а вместе с этим изменяется и угловая скорость. [c.6]

После Бора многие ученые пытались усовершенствовать его теорию. Но все эти усовершенствования предлагались исходя из законов классической физики. Так, в 1916 г. немецкий физик А. Зоммерфельд предположил, что электрон может двигаться не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам. Объединенная теория Бора-Зоммерфельда объясняла эффект Зеемана, но и эта теория тоже оказалась бессильной в объяснении некоторых вопросов строения атома. [c.40]

Чем больше I (т. е. чем сильнее орбита вытянута ), тем больше различных значений принимает величина т-. Если / = 1, то величина т-1 принимает значения —1 О +1. Это говорит о том, что р-оболочка включает три эллиптические орбиты одинаковой формы, [c.33]

Если электрон атома возбужден, например, вращается по 4-й квантовой орбите, то он может вращаться по эллиптическим орбитам, длинная полуось которых равна радиусу 4-го квантового круга, т. е. 0,529- 4 А, а короткие полуоси равны [c.20]

Если бы результирующий заряд ядра и электронов на заполненных внутренних орбиталях был сконцентрирован в той точке, где находится ядро, то Зх-, Зр- и З -орбитали в многоэлектронных атомах тоже имели бы одинаковые энергии. Но экранирующие электроны занимают значительный объем пространства. Результирующее притяжение к ядру, испытываемое электроном с главным квантовым числом 3, зависит от того, насколько он приближается к ядру и проникает ли при этом сквозь облака внутренних экранирующих электронов. Согласно зоммерфельдовской модели эллиптических орбиталей, х-орбиталь проходит ближе от.ядра, чем р-орбиталь, и поэтому оказывается более стабильной, а р-орбиталь в свою очередь более стабильна, чем -орбиталь. Именно этим объясняются различия в энергии у подуровней с разными I на энергетической диаграмме атома лития, изображенной на рис. 8-13. [c.389]

Зоммерфельд дополнил теорию Бора, рассматривая орбиты не только круговые, но и эллиптические. В частности, он объяснил явление, называемое эффектом Зеемана в магнитном поле наблюдается расщепление спектральных линий с образованием групп линий, равноотстоящих с одной и с другой стороны от первоначальной линии. Зоммерфельд объяснил только спектры самых легких атомов. [c.24]

Более точное решение уравнения первого постулата Бора, проведенное им совместно с Зоммерфельдом (1916), привело к появлению еше одного квантового числа, которое в современной физике называют орбитальным и обозначают буквой I. В общем случае движения электрона по замкнутой кривой он может иметь или круговые, или эллиптические орбиты, форма которых определяется соотношением их полуосей. При эллиптических орбитах движения электрона ядро атома находится в одном из фокусов эллипса. Установлено следующее соотношение между главным квантовым числом п и орбитальным квантовым числом 1 [c.35]

Энергия атома водорода не зависит от величины I в рамках рассматриваемого приближения, при котором принимается, что скорость движения электрона намного меньше скорости света. Однако для водородоподобного атома положение существенно меняется. Такие атомы (щелочные металлы) состоят из положительного однозарядного иона и электрона. Когда электрон находится на больших расстояниях от иона, его энергия взаимодействия с ионом такая же, как и у электрона в атоме водорода при том же расстоянии от ядра. Однако при приближении к иону возникают два эффекта, ведущих к увеличению притяжения электрона к положительному иону водородоподобного атома. Первый возникает в результате проникновения валентного электрона в ион, прн котором этот электрон приближается к ядру, имеющему заряд больше единицы. Второй эффект связан с поляризацией электронного облака иона под влиянием валентного электрона. При такой поляризации облако иона теряет свою симметрию, и электроны несколько обнажают ядро, что также приводит к усилению взаимодействия электрона с ионом. Степень проникновения электрона зависит от степени вытянутости электронного облака, которая определяется величиной I (в атоме Бора величина / определяет малую полуось эллиптической орбиты). Таким образом, энергия водородоподобного атома зависит от I. 306 [c.306]

Из рис. П1-24 видно, что наинизшие подуровни отвечают наиболее вытянутым эллиптическим орбитам. Именно они и будут поэтому в первую очередь заполняться электронами при построении нового слоя в многоэлектронных атомах. Сами эти электронные слои (т. е. совокупности электронов с одинаковым значением главного квантового числа) по порядку удаления от ядра часто обозначают буквами К, М, N, О, Р, 0. [c.71]

TiiKHM образом создается новое, двойственное корпускулярно-волновое представление об электроне, которое заставило пересмотреть принятую прежде модель атома, согласно которой электрон в атоме движется по определенным круговым или эллиптическим орбитам, располагающимся в определенной плоскости. Согласно новому представлению электрон может находиться в любом месте охватывающего ядро пространства, ио неодинакова вероятность его пребывания в том или ином месте. Таким образом, положение электрона в пространстве, занимаемом атомом, неопределенно, и движение его в атоме может быть описано посредством так называемой волновой функции г)], которая имеет различные значения в разных точках пространства, занимаемого атомом. Нахождение точки в пространсгве определяется тремя ее координатами х, у иг. Волновая функция электрона может быть определена из значения этих координат при условии, что в начале системы координат помещается ядро атома. Задача определения волновой функции электрона, сводящаяся к нахождению амплитуды волны, может быть решена только для простейших атомов или ионов. [c.27]

При движении планет по эллиптическим орбитам их скорости и радиус орбиты (рис. 6) постоянно изменяются, в связи с чем будут изменяться и значения в уравнении (1) и гравитационшш радиус Солнца К по уравнению (4). Расчеты с использованием уравнений (1 и 4) показали, что значения Ь и К для планеты Меркурий за время полного оборота ее вокруг Солнца колеблются в пределах Ь = К = (0,250-0,473) км. Для планеты Венера Ь = К = (0,373-0,378) км, а для Земли Ь = К = (1,676-1,735) км. Следовательно, за время полного оборота каждой планеты вокруг Солнца значение Ь для всех планет совершает одно полное колебание около своего среднего значения Ь ,,. Соответственно за это же время и гравитационный радиус Солнца совершает одно полное колебание около своего среднего значения. Амплитуды колебаний скоростей подъема вверх солнечной атмосферы, расстояние между спикулами, частота появления спикул, размеры грануляций и вертикальных колебаний на Солнце определяются отклонением значений и от средних значений. [c.75]

Правильность своей теории О. Ю. Шмидт остроумно доказывает тем, что планеты имеют почти круговые орбиты. Планеты с такими орбитами могли образоваться только путём объединения большого числа тел, содержащихся в газово-пылевом облаке, двигавшихся до того по самостоятельным эллиптическим орбитам вокруг Солнца. О. Ю. Шмидт не рассматривал детально механизм объединения пьутевых частиц, но можно думать, что при этом существенную роль играют те же факторы, что при слипании частиц аэрозолей. Безусловно, на процесс об разования агрегатов должны влиять поверхностные силы, наличие у частиц электрического заряда и т. д. Картина, кЬнечно, сильно усложняется тем, что га-зово-пылевое облако находится под интенсивным действием такого мощного фактора, как солнечное излучение во всех его видах. [c.29]

Рис. 10. Пояс 1епие к строению атома по Бору а — связь главного и азимутального квантовых чисел с полуосями эллиптической орбиты б — возможные орбиты Бора для электронов внешней оболочки атома.

На рис. П1-26 видно, что наиниз-шие подуровни отвечают наиболее вытянутым эллиптическим орбитам. [c.80]

Следовательно, планетарная теория атома с круговыми или эллиптическими орбитами электронов не может избежать проблемы электродинамической неустойчивости. Возникла настоятельная необходимость решения фундаментального вопроса о том, как сочетать предположение о движеиии зарядов и теорию Максвелла с очевидной прочностью атомов. [c.18]

В органических соединениях часто встречаются кратные связи (двойные, тройные), имеющие особое электронное строение. В образовании двойной связи участвуют две пары электронов, в образовании тройной — три пары. Углерод, образующий двойную связь, находится в особом валентном состоянии, называемом зр -гибриди-зацией. В этом случае смешиваются друг с другом одна круговая 5-орбиталь и две (из трех имеющихся) эллиптические р-орбитали. Образуется новая система электронных орбиталей, в которой три вр -орбитали лежат в одной плоскости под углом 120°, как в трехлопастном пропеллере, а четвертая, не участвовавшая в гибридизации р-орбиталь, располагается перпендикулярно к упомянутой плоскости подобно оси пропеллера. [c.79]

СОг (рис. 2, 6). При расстоянии между центрами кислорода и водорода в 0,99 A валентный угол равен 105°, т. е. близок к тетраэдрическому. Связь И—О — высокополярна. Положительные заряды в молекуле воды (рис. 3) экранированы одной парой электронов с круговой орбитой, двумя парами электронов с вглтянутыми эллиптическими орбитами, связывающими протоны с кислородом, и двумя уединенными парами, которые создают повышенную электронную плотность у кислорода. Такое строение молекулы обеспечивает нейтрализацию положительных зарядов ядра кислорода, в то время как протоны экранированы не полностью. Преимущест- [c.23]

Если 1=1, то магнитный момент электрона на орбите не совпадает с ее фокусом, и тогда между вектором внентего магнитного поля и вектором магнитного поля электрона возникает вращающий момент, увеличивающий энергию электрона на орбите за счет дополнительных перемещений. Если электрон атома водорода движется по эллиптической орбите, которая тоже может располагаться в различных плоскостях (хОу, хОг гО/у), а вектор внешнего магнитного поля по-прежнему направлен по оси 2 (рис. 13), орбита, [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология