Атом водорода в основном состоянии

Атом водорода Н имеет всего один электрон, который в основном состоянии должен занимать Ь-орбиталь. Поэтому электронная конфигурация атома водорода записывается как Ь (сверху указывается число электронов на орбитали), а схематически изображается следующим образом [c.391]

Для атома водорода основным состоянием является состояние с главным квантовым числом и = 1 Чтобы атом перешел в состояние с другим значением квантового числа, ему необходимо сообщить дополнительную энергию Такой процесс перевода атома или молекулы из основного состояния в одно из состояний с большей энергией называется возбуждением Возбудить атом или молекулу можно различными способами облучением внешним электромагнитным полем с частотой волны = ( Ео)/ ( и о — энергии возбужденного и основного состояний соответственно, А — постоянная Планка), за счет столкновений с другими атомами или молекулами, когда в энергию возбуждения переходит часть кинетической энергии частиц [c.32]

Мы видим, что литий, как и водород, является одновалентным. Следующий атом — Ве (2 = 4) в согласии с принципом Паули характеризуется следующими квантовыми числами (15)"(2з)". В этом основном состоянии валентность бериллия равна нулю. Однако значению п = 2 отвечает не только I = О (электронов), но и / = 1. [c.456]

Атом водорода, возбужденный в квантовое состояние п = 8, может перейти непосредственно в основное состояние и при этом испустить фотон, соответствующий одной из линий серии Лаймана. Но он может вместо этого перейти сначала на уровень п = 3, испустив фотон, соответствующий одной из линий серии Пашена, а затем уже перейти на уровень п = 1 и при этом испустить фотон, соответствующий одной из линий серии Лаймана. Частота каждого испускаемого фотона зависит от разности энергий тех уровней, между которыми совершается переход [c.349]

Однако такая структура противоречит нашим сведениям о молекуле простейшего гидрида углерода, метана, в котором на каждый атом углерода приходится четыре атома водорода, а углы между связями составляют 109°28. Поэтому необходимо искать другое решение. Попробуем исходить из возбужденного состояния атома углерода, которое получается из основного состояния переходом одного электрона с 2з- на 2р-орбиталь. [c.54]

Состояния атомов, символы термов и правило Хунда. Энергию, угловой момент и спиновую мультиплетность атома удобно представить символически. Например, для аюма водорода можно определить 5-, Р-, О- и -состояния в зависимости от того, находится ли его единственный электрон на р-, й- или /-орбитали. Основное состояние атома водорода с электронной формулой 15 — это 15-состояние одно из возбужденных состояний атома водорода с электронной формулой 2р — это Р-состояние и т. д. Для многоэлектронных атомов атом в Р-состоянии имеет тот же общий угловой момент (для всех электронов), что я атом водорода в / -состоянии. Соответственно для 5-, Р-, >-, Р-,. .. -состояний общий угловой момент имеет квантовые числа /. = О, 1, 2, 3.....которые аналогичны значениям / для р-, /-,. .. -орбиталей . Подобно этому, квантовое число 5 (не следует путать с -состоянием, упомянутым выше) —это сумма всех электронных спинов. Очевидно, что для завершенного уровня или подуровня 5 = 0 и = О, так как все электроны спарены и все орбитальные моменты погашены. Это очень упрощает обозначение состояний и символику термов. [c.38]

Атом водорода основное состояние [c.44]

ПО которому можно построить потенциальную кривую основного состояния (рис. 21). Это кривая с минимумом, т. е. кривая устойчивого состояния (см. 13). При Яоо система распадается на атом водорода и протон, а энергия 65 стремится к —1/2 ат. ед., т. е. к энергии атома водорода. При О энергия неограниченно возрастает. Абсцисса минимума потенциальной кривой указывает равновесное расстояние Я = Гд = 2,157 ат. ед. (1,32 А). При Я = получаем строго определенную энергию электронного уровня основного состояния Ез. Разность энергии при бесконечно удаленных ядрах и в минимуме кривой определяет энергию химической связи [c.68]

Поскольку в волновую функцию атома водорода входит такая же угловая часть, как и в функцию для линейного ротатора, правила отбора по I и т должны быть идентичными. Поэтому у атома водорода возможны переходы только типов 5 р, р й,с1 /. Очевидно, что атом водорода в состоянии 25 не может возвратиться непосредственно в основное состояние вследствие дипольного излучения. Поэтому состояние 2з является метастабильным. [c.500]

Электрон, находящийся на первом слое, или на первой разрешенной орбите, обладает наименьшим запасом энергии. Атом водорода, у которого электрон вращается по первой орбите, будет находиться в самом устойчивом состоянии. Такое состояние иначе называют основным состоянием атома. Если атом будет поглощать энергию, то в соответствии с законом сохранения энергии энергия электрона в атоме повысится и он перескочит на более удаленную от ядра орбиту. В этом случае говорят, что атом перешел в возбужденное состояние. Время существования атома в возбужденном состоянии очень мало. Обратный переход атома в основное состояние, т. е. возврат электрона на первую орбиту, будет сопровождаться излучением энергии. Так как электрон в атоме может находиться только на строго определенных орбитах, т. е. характеризоваться строго определенными величинами энергии, то поглощение и излучение энергии атомом будет происходить в виде определенных порций, квантов, равных разности энергий электрона на тех орбитах, мел<ду которыми осуществляется его переход. [c.46]

Природные ресурсы. Содержание водорода в земной коре составляет 1.0% (масс.) или 16% (ат.). Водород в основном находится в виде Н2О. В свободном состоянии, в виде атомов и в виде молекул Нг, он содержится в ничтожном количестве в верхних слоях атмосферы. Немного водорода входит в состав вулканических и природных газов. [c.452]

Кроме основного состояния, атом водорода может находиться также в различных возбужденных состояниях. Функции радиального распределения для этих состояний могут быть выражены точно так же, как и функция основного состояния. Примеры некоторых из этих функций 2з и 2р также представлены на рис. 2-8. [c.76]

Задача 2.6. Определить среднее значение в основном состоянии ато а водорода. [c.42]

Атом водорода находится в однородном электрическом поле напряженностью, направленном вдоль оси г. Рассчитайте поправку первого порядка к энергии основного и первого возбужденного состояний атома водорода (эффект Штарка первого порядка в атоме водорода). [c.32]

Водород является одним из наиболее распространенных в природе элементов. Содержание его в литосфере, атмосфере и гидросфере составляет 17% (ат.). В свободном состоянии он встречается очень редко (вулканические и природные газы). Водород входит в состав воды, угля, нефти, природного газа и многих других минеральных и органических веществ, а также практически во все животные организмы и растения. Он самый распространенный элемент космоса. Половину массы Солнца и большинства звезд составляет водород. Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода. [c.18]

Как видно из схемы, атом углерода в основном состоянии имеет два неспаренных электрона (двухвалентен), в возбужденном (обозначено звездочкой) — четыре (четырехвалентен). В возбужденном состоянии он присоединяет четыре атома водорода [c.84]

В соответствии с уравнением (1) минимальный радиус орбиты электрона, а следовательно, и минимальная потенциальная (и полная) энергия электрона соответствует значению п, разному единице. Состояние атома водорода, которое отвечает значению п—1, называется нормальным НЛП основным. Атом водорода, электрон которого находится на любой другой орбите, соответствующей значениям п = 2, 3, 4,. ... называется возбужденным. [c.49]

При каждой электронной конфигурации, вообще говоря, возможно несколько разных атомных состояний, отличающихся полным спином и моментом количества движения. Благодаря взаимодействию электронов (которым мы до сих пор пренебрегли) эти состояния имеют разные энергии и мы должны определить, какое из них является наинизшим состоянием. Различные состояния атома, получаемые из одноэлектронной конфигурации, находятся по правилу сложения векторов и обо начаются большими буквами 3,Р. Так, атом водорода имеет один электрон на 15-уровне. Спин его равен /2, поэтому низшим состоянием будет 5 (дублетное 5-состояние). Гелий имеет два электрона на 1з-уровне, полный спин его равен нулю, основным состоянием будет 5 (синглетное [c.30]

Энергия орбиталей меняется от атома к атому в зависимости от порядкового номера элемента. На рис. 17 показана зависимость энергии электрона от порядкового номера элемента. За единицу взята энергия электрона атома водорода в основном состоянии, равная 13,6 эВ . [c.38]

В этене каждый атом углерода связан с тремя другими атомами— с двумя атомами водорода и одним атомом углерода. Прочные а-связи с этими тремя атомами образуются с использованием трех орбиталей, возникающих з результате гибридизации 2х-орбитали и двух (из трех) 2р-орбиталей число гибридных орбиталей, которое может образовать данный атом в основном состоянии, равно числу атомов или групп, с которыми он образует прочные ст-связи. Все три результирующие 5р2-гибридные орбитали лежат в одной и той же плоскости и образуют друг с другом углы, равные 120° плоскостные триго-нальные орбитали). При образовании молекулы этена две р -орбитали каждого атома углерода перекрываются с 15-орбита-лями двух атомов водорода, образуя прочные ст-связи С—Н, тогда как третьи хр -орбитали каждого атома углерода перекрываются друг с другом аксиально с образованием прочной ст-связи С—С. Показано экспериментально, что углы Н—С—Н и И—С—С равны 116,7 и 121,6° соответственно. Отклонение от 120° едва ли можно считать неожиданным, поскольку речь идет о разных триадах атомов, образующих связи. [c.17]

Для атома водорода основным состоянием является состояние с главным квантовым числом п = 1. Чтобы атом перешел в состояние с другим значением квантового числа, ему необходимо сообгцить дополнительную энергию. Такой процесс перевода атома или молекулы из основного состояния в одно из состояний с большей энергией называется возбуждением. Возбудить атом или молекулу можно различными способами облучением внешним электромагнитным полем с частотой волны = ( ( и о —энергии возбужденного и основного [c.32]

При обсуждении э.пектронного строения многоэлектронного атома следует исходить из наличия у него ядра и соответствующего числа электронов, Будем предполагать, что допустимые электронные орбитали, если и не точно идентичны орбиталям атома водорода, то представляют собой нечто подобное им-так называемые водородоподобные орбитали. Тогда можно мысленно построить многоэлектронный атом, последовательно помещая на эти орбитали по одному электрону, причем процесс заселения следует начинать с наиболее низких по энергии орбиталей. Таким образом мы построим модель атома в его основном состоянии, т. е. в состоянии с низшей электронной энергией. Такой способ мысленного построения многоэлектронного атома впервые применил Вольфганг Паули (1900-1958), который назвал описанный процесс принципом заполнения. По существу, однако, процесс мысленного построения атома основывается на трех принципах. [c.386]

Природные ресурсы. Содержание водорода в земной коре составляет 1,0% (масс.) или 16% (ат.). Водород, в основном, находится в виде НгО. В Свободном состоянии, в виде атомов, он имеется е. ничтожном количестве в верхних слоях атмосферы. Кроме того, немного водорода содержат вулканические и природные газы. Водород — самый распространенный элемент во Вселенной, в атмосфере Солнца его содержание составляет 84%. Он входит в состав всех живых существ. Значительные количества связанного врдорода содержат нефть и природный газ. [c.462]

Если электроны с 28-орбитали распарятся и один из них займет вакантную (не 1анягую) 2р-орбиталь, энергия которой выше, чем энергия 2з-орбитали, то атом перейдет в возбужденное состояние (Рис. 9.3.). Это потребует некоторых энергетических затрат (для атома С 403 кДж/моль). Эта энергия компенсируется образованием двух дополнительных связей с атомами водорода (по 437 кДж/моль на каждую), которые были бы невозможны для основного состояния агома углерода. [c.190]

К сожалению, точно решить уравнение Шрёдингера можно только для одноэлектронных систем, таких, как атом водорода. Если бы его можно было точно решить для молекул, содержащих два или несколько электронов [3], мы имели бы точную картину формы орбиталей каждого электрона (особенно это важно для основного состояния) и энергии каждой орбитали. Поскольку точное решение невозможно, приходится делать грубые приближения. Существуют два главных общих метода приближения метод молекулярных орбиталей и метод валентных схем. [c.16]

С точки зрения приведенного выше представления о молекулярных орбиталях в молекуле этилена каждый атом углерода должен использовать sp -opбитaли для образования связей с тремя атомами. Эти р -орбитали возникают в результате гибридизации 2з-, 2рх - и 2ру -электронов после перехода одного -электрона на р-орбиту, как было показано в разд. 1.3. Можно полагать, что любой атом углерода, связанный с тремя разными атомами, использует для этих связей sp -opбитaли. Таким образом, каждый атом углерода этилена участвует в образовании трех 0-связей по одной с каждым из двух атомов водорода и одной с другим атомом углерода. Поэтому каждый атом углерода имеет еще один электрон иа орбитали 2рг, которая в соответствии с принципом максимального отталкивания перпендикулярна плоскости р -орбиталей. Две параллельные 2 рг-ор-битали могут перекрываться, образуя две новые орбитали, связывающую и разрыхляющую (рис. 1.5). В основном состоянии оба электрона находятся на связывающей орбитали, а разрыхляющая орбиталь остается вакантной. Молекулярные орбитали, образованные при перекрывании атомных орбиталей, оси которых параллельны, называют л-орбиталями, если они являются связывающими орбиталями, и. п -орбиталями, если они являются разрыхляющими орбиталями. [c.22]

В случае молекул этиленового ряда МГ содержат только вершины степени три (углерод) и степени единица (водород). Обгцая формула таких соединений С Н,г+2. Молекулы С Н +2 в основном состоянии обычно являются плоскими. Каждый атом углерода характеризуется тригональным окружением. В данном случае возможно существование изомеров типа цис- и транс-. В случае тг > 1 структура изомеров может быть достаточно сложной. [c.18]

Вначале рассмотри.м распределеине атомов по их электронны.м состояниям. Какая доля атомов находится в первом возбужденном электронном состоянии в образце ато.марного водорода при комнатной температуре (25°С, т. е. 298К) Первое возбужденное состояние водорода лежит на 1000 кДж/моль выше основного состояния. Прп комнатной температуре / 7 2,5 кДж/моль. Следова- ельно, [c.21]

Волновая функция основного состояния может быть иснользо-ъана для того, чтобы дать некоторое нредставление о размере атома водорода. Поскольку орбиталь спадает экспоненциально, можно отодумать, что атом бесконечно велик, так как амплитуда достигает пуля лишь в пределе, где г достигает бесконечности. Эту точку зрения вряд ли можно считать особенно удачной, поэтому мы поищем другой критерий размера. Оценка размера может быть также основана на определении радиуса, при котором наиболее вероятно найти электрон. Его можно рассчитать из следующих соображений. [c.482]

В выбранной паре может реализоваться разная ситуация может не произойти ни одного повторного столкновения, а может произойти и много повторных столкновений. В этом смысле может создаться впечатление, что нет особого смысла говорить о каком-то определенном промежуточном состоянии - паре. Но это не так. Статистика повторных столкновений еоверщенно однозначным образом описывает пару. Можно вспомнить, что в квантовой механике, например, основное состояние атома водорода описывается волновой функцией вида ехр(-г/до), где а - бо-ровский радиус атома водорода, так что задана лишь вероятность найти электрон в той или иной области пространства. Но это не мешает нам воспринимать атом водорода как единый образ. Аналогично, точно определенная статистика повторных столкновений данной пары частиц однозначно определяет эту пару как некое единое образование. При этом очевидно, что введенные ранее первичные, вторичные, и т.д. пары надуманны, они включены в единую статистику повторных столкновений, их нельзя вычленять, это единая пара. [c.18]

Атом водорода состоит из ядра (протона), с которым связан электрон. Точное положение электрона определить нельзя, можно лишь определить вероятность нахождения электрона в любой заданной точке пространства. Для основного состояния атома водорода распределение этой вероятности вокруг ядра симметрично, и можно нарисовать сферическую граничную поверхность, внутри которой вероятность найти электрон составляет, например, 95%. Электрон имеет фиксированную энергию и определенное пространственное распределение, называемое орбиталью. В атоме гелия с ядром связаны два электрона, которые имеют точно одинаковое пространственное распределение и вследствие этого точно одинаковую энергию (т.е. они занимают одну и ту же орбиталь), но различаются по спину (принцип запрета Паули). Обшее правило гласит электроны, связанные с атомными ядрами, занимают орбитали с фиксированной энергией и определенным пространственным распределением, и на каждой орбитали может находиться максимально только два электрона с антипарал-лельными спинами. [c.11]

Лучше всего это проиллюстрировать на конкретном примере. Возьмем атом водорода в низшем (основном) состоянии. Для этого случая решение уравнения Шредингера приводит к волной функции вида 14 = (1/мо ) ехр(-гЛзо), где ао=0.5Ъ А - раднус Бора, г - расстояние от центра ядра. С помощью этого уравнения можно рассчитать, что вероятность (пропорциональная найти электрон внутри небольшой сферы объемом 1 им (около 1/100 объема атома) в точке, отстоящей на 0.5 А от ядра, составляет 15% от вероятности найти электрон у самого ядра, а вероятность найти электрон иа расстоянии 1 мм от ядра столь мала (десять в стенеин -(10 )), что ею можно полностью пренебречь. Однако конечная вероятность найти электрон даже в 1 км от ядра не равна нулю. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология