Влияние принципа Паули

Теперь перейдем к рассмотрению влияния принципа Паули на размещение электронов на внешней, или валентной, оболочке атома, имеющего сферические заполненные внутренние электронные оболочки. [c.38]

Предположим, что неспаренный электрон обладает спином а. Отталкивание между ним и связывающим электроном со спином а будет меньше, чем отталкивание между ним и связывающим электроном со спином р, так как в первом случае влияние принципа Паули уменьшает отталкивание между двумя электронами, не разрешая им находиться слишком близко друг от друга (см. разд. 2.13)..Поэтому проникнуть на одну из концевых АО ф или фг для связывающего электрона со спином а будет легче, чем для его партнера со спином р. Орбиталь представляет собой некоторый объем в орбитальном пространстве , [c.317]

ВЛИЯНИЕ ПРИНЦИПА ПАУЛИ [c.164]

Другой интересный вопрос о свойствах ядерной материи связан с движением нейтронов и протонов говоря на языке квантовой механики, можно задать вопрос какова должна быть волновая функция (функция координат всех составляющих ядро нуклонов), описывающая ядерное вещество Своеобразная эффективная слабость ядерных сил, о которой уже говорилось в разделе А, вместе с принципом Паули дает неожиданный и простой приближенный ответ на этот вопрос нуклоны движутся в ядерном веществе почти как свободные частицы их движение подвержено лишь слабым возмущениям из-за столкновений с другими нуклонами. С хорошей точностью это эквивалентно в первом приближении тому, что волновая функция ядерного вещества представляет собой антисимметризованное произведение волновых функций свободных частиц, описывающих каждый из квазисвободных нуклонов ядра. Соударения нуклонов между собой в значительной мере подавлены, поскольку они будут эффективны лишь в том случае, если сталкивающиеся нуклоны передают друг другу некоторый импульс, но все состояния с малыми импульсами уже заняты другими нуклонами, и поэтому принцип Паули запрещает такую передачу. Влияние принципа Паули уменьшилось бы, если бы межнуклонные силы были достаточно велики. Например, атомы дейтерия, которые также должны подчиняться принципу Паули, при низких температурах уже не будут двигаться как свободные частицы они будут спариваться и образовывать молекулы Вг это демонстрирует эффективную силу химической связи по сравнению с ядерными силами. [c.279]

Здесь нужно отметить, что остальные нуклоны ядра все же оказывают некоторое влияние на результат столкновения они заполняют квантовые состояния, и, следовательно, в силу принципа Паули эти состояния не могут быть конечными для обоих сталкивающихся нуклонов. В результате происходит уменьшение эффективного сечения столкновения прежде всего за счет снижения вероятности передачи очень малой или очень большой энергии. На рис. 67 запрещенные принципом Паули соударения обозначены светлыми кружками. Влияние принципа Паули особенно существенно в случае каскадных нуклонов низких энергий, что отмечалось уже в гл. IX как одна из причин успеха оболочечной модели. [c.318]

Рассмотрим влияние принципа Паули на магнитные эффекты на примере двухэлектронной системы, гамильтониан которой не зависит от спиновых переменных [c.284]

Незаполненность зоны должна привести к электронной проводимости, т. е. должна быть характерна для металла. Если зона полностью заполнена, то проводимость должна отсутствовать и тело должно иметь свойство изолятора. Действительно, под влиянием электрического поля электроны должны начать двигаться к положительному полюсу и, следовательно, приобрести дополнительную энергию. При заполненной зоне электроны не могут поглотить малую энергию, так как принцип Паули запрещает переходы внутри заполненной зоны, а переход во вторую зону требует затраты большой энергии. [c.507]

В 1954 г. Леннард-Джонс сделал следующее заявление относительно принципа Паули Его всеохватывающее влияние еще до настоящего времени полностью не осознано химиками, но совершенно очевидно, что в конечном счете к нему будут относиться как к наиболее важному свойству, которое следует изучить всем тем, кто занимается определением структуры молекул . [c.200]

Это значит, что 25-электрон проникает до самого ядра, в то время как р-электрон не имеет никаких шансов оказаться вблизи ядра (р-орбиталь имеет узловую плоскость, в которой находится ядро). Поэтому р-электроны экранированы сильнее, чем 5-электроны, — они не так сильно испытывают влияние ядра. В результате уровни с одинаковым квантовым числом расщепляются, р- и 5-электроны имеют не вполне одинаковые энергии. Это обстоятельство и требования принципа Паули приводят к определенной последовательности в заполнении уровней. [c.81]

На форму комплекса оказывают также влияние и силы взаимного отталкивания электронов. Направления наибольшей электронной плотности в комплексе отвечают наименьшему отталкиванию ( корреляция электронов ). Поэтому в итоге геометрическая форма комплекса определяется направлением орбиталей, между которыми возникает связь, т. е. принципом Паули и взаимным отталкиванием электронных пар, т. е. правилами Гунда. [c.219]

На основе зонной теории легко объяснима электропроводность твердого тела. Чем, например, объясняется электропроводность лития и других щелочных металлов У них валентная зона занята только наполовину, так как N атомов имеют N валентных электронов (по одному я-электрону на атом), а число мест в 5-зоне 2 N. Незаполнен-ность верхней (валентной) зоны порождает электронную проводимость, характерную для металла. Действительно, под влиянием электрического поля валентные электроны должны начать движение к положительному полюсу, т. е. приобретать дополнительную энергию. Такое наращивание этой энергии очень малыми порциями (почти непрерывное) возможно, если в зоне валентных состояний есть уровни, свободные от электронов. Если зона валентных состояний полностью заполнена электронами, то проводимость должна отсутствовать, т. е. тело должно иметь свойства диэлектрика. В полностью заполненной зоне электроны не могут наращивать энергию малыми порциями, так как принцип Паули запрещает переходы внутри заполненной зоны. [c.234]

В построении электронной оболочки молекулы основную роль играет принцип Паули, согласно которому з одном и том же атоме или молекуле состояния всех электроно>з различны, т. е. не существует двух электронов в одной и той же системе, все четыре квантовых числа которых были бы одинаковы. Под влиянием внещних воздействий молекулы способны терять часть своих электронов, превращаясь в положительно заряженные ионы. Необходимость внешнего воздействия обусловлена тем, что ионизация молекулы всегда сопряжена с затратой энергии, измеряемой потенциалом ионизации. [c.71]

Теперь перейдем к построению электронных структур некоторых молекул, так же как это было проделано при построении электронных конфигураций атомов. Если добавить один дополнительный электрон к На, то, естественно, получим молекулу водорода На- Этот второй электрон может попасть на орбиталь вместе с первым, так как представляет собой наиболее низкую по энергии орбиталь, которая к тому же имеет свободную вакансию. Чтобы удовлетворить принципу Паули, спины двух электронов должны быть спарены. Поэтому можно записать электронную конфигурацию На с точки зрения МО в виде Энергия связывания должна быть примерно равна —2р без исправления на влияние взаимного экранирования. Таким образом, в этом простом случае теория МО дает физическое описание связи в На, которое похоже на описание связи теорией ВС, а именно что существует пара электронов с противоположными спинами, и эта пара локализована между яд- [c.106]

Распределение электронов в любой системе определяется действием следующих факторов кинетической энергией электронов, электростатическим притяжением к положительным ядрам, электростатическим отталкиванием от других электронов и принципом Паули. Влияние кинетической энергии сводится к движению электрона в некоторой части пространства, настолько большой, насколько это позволяют различные ограничения, обусловленные присутствием атомных ядер и других электронов. В настоящее время принято рассматривать электрон в виде заряженного облака, плотность которого в любой точке равна вероятности нахождения электрона в этой точке. Для системы, состоящей из одного ядра и единственного электрона, нет оснований считать, что вероятность нахождения электрона в каком-то одном направлении будет больше, чем в другом. Такое распределение электронной плотности является сферическим, т. е. не зависящим от угла. Поэтому для простой системы, состоящей из ядра с одним электроном, сам электрон может быть представлен в виде электронного облака, имеющего сферическую форму. Вероятность нахождения электрона на больших расстояниях от ядра очень мала, поэтому плотность электронного облака становится ничтожно малой. Тогда удается построить такую произвольную сферическую поверхность, которая включает практически весь электронный заряд. Это сферическое пространство, занимаемое электроном, можно считать графическим изображением орбитали в данном случае речь идет о сферической, или з-орбитали. Если добавить второй электрон, то он будет испытывать притяжение со стороны положительного ядра и займет место в том же сферическом объеме пространства вокруг ядра при условии, что его спин противоположен спину первого электрона. Это произойдет в соответствии с принципом Паули, так как два электрона с противоположными спинами могут сближаться, т. е., в разумном приближении, занимать одну и ту же сферическую орбиталь, несмотря на электростатическое отталкивание между ними. Эти два электрона заполняют К-оболочку, которая, как видно из предыдущего, содержит только одну орбиталь. Следующий, третий, электрон [c.39]

В 1954 г. Леннард-Джонс сделал следующее заявление относительно принципа Паули Его всеохватывающее влияние еще до настоящего времени полностью не осознано химиками, но совершенно очевидно, что в конечном счете к нему будут относиться как [c.192]

Характер и механизм влияния примесей в терминах зонной модели (на примере германия). Атом германия имеет 4 валентных электрона и двухэлектронную связь (рис. IV. 14). Если в решетку германия попадает атом с числом валентных электронов, большим 4, например As (у которого 5 валентных электронов) (рис. IV. 14, Ь), то лишний электрон в силу принципа Паули не находит места в связях и в то же время для него существует много незанятых состояний в зоне проводимости. Возникает лишь вопрос, какова энергия активации для перескока этого электрона в зону проводимости с донорного уровня. [c.331]

НОВ из ls-орбитали. Коль скоро нам известен принцип Паули, мы легко сможем понять и последовательность заполнения орбиталей вдоль периодов периодической системы. При переходе от лития к бериллию 2р-орбиталь нам не понадобится, так как второй электрон может поместиться на 25-орбитали. Энергия ионизации у бериллия будет, конечно, выше, чем у лития, из-за большего заряда ядра бериллия. Однако, когда мы переходим к бору, пятый электрон разместить ни на Is-, ни на 25-орбитали нельзя. Следовательно, самым низким энергетическим состоянием для бора будет B(ls 2s 2p), в котором один электрон переходит на обладающую большей энергией 2р-орбиталь. Поэтому, несмотря на больший заряд ядра бора, его энергия ионизации ниже, чем у бериллия. Причину этого можно понять из рис. 2.3 — влияние заряда ядра более чем компенсируется тем, что электрон, который легче всего удалить, находится на 2р-, а не на 25-орбитали. [c.53]

Аналогично, в изоэлектронном ряду СН4, ЫНз, Н2О углы между связями, соответственно, составляют 109,5, 107,3 и 104,5°. Причина этих явлений заключается во влиянии на геометрию молекул неподеленных пар электронов. В соответствии с принципом Паули, электронные пары для химических частиц последних двух примеров должны располагаться в вершинах искаженного тетраэдра. [c.12]

Если рассматриваемая зона содержит N электронов, то при температуре абсолютного нуля электроны занимают N12 низших уровней зоны. При более высокой температуре некоторые из электронов переходят на более высокие энергетические уровни. Только это небольшое число электронов участвует в переносе тепла и электрического тока. (Поскольку они немногочисленны, их влияние на удельную теплоемкость незначительно, и правило Дюлонга и Пти соблюдается.) Когда прикладывается напряжение, электроны с низших уровней перемеш,аются на свободные высшие уровни соответствующей зоны. Таким путем могут быть ускорены все электроны зоны, благодаря чему значительно увеличивается их участие в переносе электрического тока и тепла. Поскольку, согласно принципу Паули, уровни не могут содержать больше двух электронов, в случае заполнения каждого уровня зоны двумя электронами их переход на более высокий уровень стал бы невозможным. Следовательно, самые высокие теплопроводность и электропроводность имели бы металлы, энергетические уровни которых заполнены электронами наполовину. На рис. 165 представлены энергетические уровни атома меди и металлической меди. За нулевой [c.577]

В первом приближении не рассматривают условия, включающие межэлектронное расстояние. Это приближение не учитывает влияния межэлектронного отталкивания на электронное распределение Межэлектронное отталкивание может быть, конечно, принято во внимание, однако было найдено, что для стереохимических результатов значительно более важен принцип антисимметрии Паули. [c.201]

В отличие от атома водорода многоэлектронные атомы в качестве составляющей потенциальной энергии наряду с взаимодействием электрона с ядром имеют и межэлектронное отталкивание Тем не менее для описания строения многоэлектронных атомов оказывается возможным использовать водородоподобные уровни энергий и орбитали, которые под влиянием межэлектронного отталкивания трансформируются Для описания их строения понадобилось ввести только дополнительный постулат — правило Паули Принимая во внимание также принцип мультиплетности (правило Гунда), современное квантово-механическое понимание строения многоэлектронных атомов оказывается подобным модели Бора [c.41]

Рассмотрим механизм передачи влияния магнитного поля ядра по системе ковалентных связей в углеводородном фрагменте (рис. 5.21). Ориентация спина ядра в магнитном поле сопровождается преимущественно антипараллельной ориентацией спинов электронов того же ядра, участвующих в образовании ковалентных связей. Так, на рис. 5.21 ориентация спинов ядра Сд и электрона Нд преимущественно антипараллельна. В соответствии с принципом Паули электроны связи Нд—Сд должны иметь противоположные направления спинов. Поэтому ориентация спинов ядер Нд и Сд (если последнее представлено магнитным изотопом ) будет противоположной. Согласно правилу Хунда все спины валентных электронов, принадлежащих одному и тому же атому, должны быть параллельны, поэтому ориентация спина углерода С (если это магнитное ядро) должна быть преимущественно параллельна спину ядра Нд и антипараллельна спину ядра Нв. Принято считать, что константа J имеет положительный знак, если низкому энергетическому уровню соответствует антипараллельная ориентация спинов взаимодействующих ядер, и отрицательный знак, если ему соответствует параллельная ориентация спинов. Знак константы зависит от числа связей, разделяющих магнитные ядра. Абсолютная величина КССВ также зависит от числа связей, как правило, убывая по мере его возрастания. Число связей, разделяющих ядра, принято обозначать цифровым верхним индексом при 7 V- [c.296]

Кроме того, тот факт, что электроны неразличимы, заставляет пересмотреть вид волновой функции, записанной в виде уравнения (1.3). Операция, при которой любые два электрона меняются местами, не должна оказывать влияния на физические свойства системы, поскольку мечение электрбнов — формальная процедура рамках теоретического подхода. Волновая функция должна быть записана так, чтобы обмен двух электронов мог приводить к изменению ее знака, но не величины. Принцип Паули гласит, что для перестановки любой пары электронов электронная волновая функция антисимметрична. Для системы из п электронов это записывается в виде детерминанта Слейтера спиновых орбиталей, который удовлетворяет принципу Паули [c.11]

Принцип Паули. В 1925 г. Вольфганг Паули под влиянием идей Бора вводит принцип исключения, не дои /скающий сущест-гзоваиия в атоме двух одинаковых электронов. Этот закон, получивший название принципа Паули или запрета Паули, был сформулирован на основании тщательного анализа спектроскопических данных. Он следует из специфической особенности квантового мира. Когда какая-либо величина способна принимать только строго определенные зна-=-12 чения, образующие прерывистую последовательность, то говорят, что она квантуется. Энергия электрона квантуется и это исключает одинаковые наборы всех квантовых чисел у электронов. [c.58]

Выяснено, что изменения химических сдвигов в одних и тех же гексафторокомплексах в различных рядах соединений качественно можно связать с изменениями характера частично ковалентных сил связи катион — анион, с одной стороны, и с изменениями вытекающих из принципа Паули близкодействующих сил отталкивания внешнесферных катионов и лигандов — с другой. В частности, эффект катиона (изменение химического сдвига при замещении внешнесферных катионов) связывается главным образом с изменением степени ковалентности связи гексафторокомплекс — внешнесферный катион. Тем более оказалось интересным, что при повышении давления наблюдаемые изменения химических сдвигов указывают лишь на увеличение роли сил отталкивания и не обнаруживают в какой-либо степени изменения (увеличения) частично ковалентного характера связи анионов и катионов и связанного с ним изменения эффективных зарядов ионов. Увеличение давления и рост энергии решетки увеличивают степень неэквивалентности атомов фтора. Следовательно, наиболее простое предположение о псевдоэффекте Яна — Теллера как основном источнике искажения должно быть отнесено на второй план. Влияние кристаллической решетки, по-видимому, оказывается более значительным, чем это предполагалось до сих пор при изучении вопроса о механизмах внутренней асимметрии октаэдрических комплексов. [c.75]

X. п. ограничены в осн. низколежащими состояниями атомов при условии, что влияние электронной корреляции (взаимной обусловленности движений электронов) достаточно мало и не нмушает границ применимости одноконфигурационного приближения (см. Конфигурационного взаимодействия метод). Основанием для выполнения первого правила является тесная связь мезкду симметрией пространств, части волнбвой ф-ции атома и симметрией ее спиновой части, существующая согласно Паули принципу. По этой же причине первое X. п. обычно выполняется и для молекул. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология