Водород, гелий и спин электрона

Молекула гелия в невозбужденном состоянии существовать не может, так как число связывающих и разрыхляющих электронов у нее одинаково. Аналогичным образом можно показать, что при одинаковых (параллельных) спинах электронов молекула Нз не существует. В рамках метода МО кривая 1 рис. 22 соответствует нахождению двух электронов на связывающей орбитали, кривая 2—распределению электронов по одному на а 1з- и Ь-орбиталях. Этому соответствует характер распределения электронной плотности в системе из двух атомов водорода (см. рис. 23). [c.87]

Первым -в периодической системе расположен водород. Минимальное значение энергии для его единственного электрона отвечает — слою (п = 1), т. е. состоянию 15. У гелия два электрона (ls ), отличающиеся спинами. [c.39]

Первый элемент в периодической системе - водород. Его единственный электрон отвечает / -слою (л - 1), т. е. состоянию 1 . У гелия два электрона (1 ), отличающиеся спинами. [c.43]

Атом водорода имеет один электрон (з-электрон). У атома гелия на один электрон больше, т. е. 1. . Эти два электрона имеют антипараллельный спин. Первый период, содержащий два элемента, завершается благородным газом. [c.43]

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]

Атом гелия содержит два электрона, каждый из которых совершает движение вокруг ядра гелия, подобно тому как движется электрон в атоме водорода. Эти два электрона занимают одну и ту же орбиталь (15-орбиталь), и в соответствии с принципом Паули их спины противоположны. [c.112]

При заполнении электронных слоев и оболочек атомы подчиняются 1) принципу наименьшей энергии, согласно которому электроны сначала заполняют вакантные орбитали с минимальной энергией 2) принципу Паули 3) правилу Гунда — на вырожденных орбиталях суммарное спиновое число электронов должно быть максимальным. В квантовых ячейках с одинаковой энергией заселение электронами происходит так, чтобы атом имел наибольшее число неспаренных электронов. Это отвечает нормальному состоянию атома (минимум энергии). Рассмотрим связь между электронным строением атомов и положением элементов в короткой 8-клеточной Периодической сис ме (см. форзац). У каждого следующего элемента Периодической системы по сравнению с предыдущим на один электрон больше. Наиболее прост первый период системы, состоящий лишь из двух элементов. У водорода единственный электрон заселяет наинизшую по энергии орбиталь 1 , а у гелия на этой орбитали два электрона с антипарал-лельными спинами. Гелием заканчивается первый период системы и исчерпаны все вариации квантовых чисел при п = I. Таким образом, у атома гелия полностью формируется наиболее близкий к ядру А -слой. [c.40]

В случае атома водорода или два электрона с противоположными спинами в случае атома гелия, но следующий электрон должен занять уже 25-орбиталь (Ь1), которая может принять второй электрон (Ве). Далее, поскольку 25-орбитали уже заполнены полностью, начинается заполнение 2р-орбиталей, и получается электронная структура следующих шести элементов (В, С, О, Ы, Р, N6). В табл. 4.2 приведены в качестве примера значения квантовых чисел для десяти электронов атома Ые. [c.53]

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]

У атома водорода его единственный электрон находится на 15-орбитали. У атома гелия к нему присоединяется еще один такой же электрон с противоположным спином и /С-слой (главное квантовое число и = 1). оказывается заполненным. Этот слой в заполненном двумя электронами виде имеется также у всех последующих элементов, и о нем мы далее упоминать не будем. [c.22]

Первый период. Первый элемент периодической системы — водород — имеет один электрон, который в нормальном состоянии может находиться только на -подуровне первого энергетического уровня. В атоме гелия (№ 2) два электрона они заполняют -подуровень и имеют противоположно направленные спины [c.50]

Число гомеополярных связей атома определяется числом неспаренных электронов. У атома водорода в состоянии 15 находится один электрон, поэтому водород одновалентен. У атома гелия — два электрона с противоположными спинами, поэтому гелий инертен. [c.32]

Но это наш случай, — посмотрел Гелий на Водород, а потом снова на классную доску. — Водород имеет один электрон, который соответствует одной из указанных здесь комбинаций, а мои два электрона... выходит, что мои два электрона имеют противоположный спин. Кроме того, если я правильно понял, у меня первый электронный слой уже полностью заполнен. Только... мне не совсем понятно это выражение... электронный слой [c.146]

На ls-орбитали может находиться один электрон (атом водорода) или два электрона с противоположными спинами (атом гелия), которые образуют заполненную -оболочку. Следующий добавляемый электрон надо поместить на 25-орбиталь (атом лития). На 25-орбитали может находиться еще один электрон (атом бериллия). Следующий электрон помещают на 2р-орбиталь (атом бора). Структуру атомов остальных элементов второго периода (от углерода до неона) можно получить, добавляя по одному электрону на 2р-подоболочку до тех пор, пока она не будет заполнена (всего в ней может быть шесть электронов). Тогда образуется заполненная Z-оболочка в атоме неона, относящегося к так называемым инертным, или благородным, газам. [c.54]

СТРОЕНИЕ АТОМОВ. I. ВОДОРОД, ГЕЛИЙ И СПИН ЭЛЕКТРОНА [c.207]

С помощью этих правил можно теперь рассмотреть принцип построения периодической таблицы. Водород имеет один электрон, и в основном состоянии электрон занимает вакантную орбиталь с минимальной энергией. Если увеличить заряд ядра до +2 и добавить в систему второй электрон, получится гелий. Второй электрон также занимает 1 -орбиталь, но его спин антипараллелен спину первого электрона, т. е. если я = -Ь 1/2 для первого электрона, то 8 = —1/2 — для второго. Это следует из того, что электроны < , одинаковыми п, I п тпг ж параллельными спинами не могут существовать в атоме по принципу Паули. Если Z увеличивается до 3, приводя к атому лития, то только два электрона могут быть на 1в-орбитали, так что [c.38]

Следует отметить, что только что описанный метод является весьма удачным методом расчета молекулы водорода. В общем случае более сложных молекул можно исходить из представления о двух ядрах, больших, чем протон, и строить оболочки для этого случая, как это уже было сделано при решении задачи с одним ядром. Возбужденные состояния молекулы являются состояниями, в которых один или несколько электронов находятся не на низших возможных орбитах. Если, например, в молекуле водорода один из электронов находится в состоянии, рассмотренном в связи с молекулярным ионом водорода, и характеризуется функцией Фа -ЬФв, а второй находится в состоянии, выражаемом функцией фд—фв, что, как было показано в 10.4, соответствует более высокой энергии, то молекула водорода будет находиться в возбужденном состоянии. Однако точное соответствие между возбужденным состоянием, получаемым таким путем, и состоянием, рассмотренным в 10.3, не может быть установлено. Это обусловлено тем, что оба пути описания молекулы основаны на разных приближенных допущениях и вследствие этого точное совпадение оказывается невозможным. Практически метод, описанный в этом параграфе, дает, повидимому, больше неустойчивых состояний при исходных волновых функциях фд и фв, чем метод 10.3, так как можно полагать, что функция фд Ч-фв переходит в функцию 15-состояния гелия, если ядра совмещены, а функция Фа — фв переходит в функцию одного из 2р-состояний гелия. Если имеются два электрона с противоположными спинами в фд -Ь фв -состоянии, то получается 1 или основное состояние гелия. Однако, если имеется один электрон в фд - - фв -состоянии, а второй в Фа— фв-состоянии, то поскольку фд + Фв —>-Ф и фд —фв —> ш (где ф и (О имеют значения, приписанные им в 10.1, причем ф представляет [c.144]

В соответствии с принципом Паули на одной орбитали могут находиться два электрона с противоположными спинами. Следовательно, электронная формула следующего после водорода элемента — гелия 15 . Модель атома гелия аналогична модели атома водорода, так как два -электрона образуют двухэлектронное облако [c.23]

Как уже упоминалось (см. 4), пара электронов с насыщенными спинами не обладает химической валентностью. Таким образом, после водорода, валентность которого равна единице, следует гелий, обладающий валентностью, равной нулю, и являющийся благородным газом. [c.456]

Первый период системы состоит из двух элементов — водорода и гелия. У водорода единственный электрон занимает самую низкую энергетическую орбиталь Is, у гелия на этой орбитали находятся два электрона с антипараллельными спинами. Таким образом, у атома гелия полностью сформирован /(-энергетический уровень, или /С-слой. [c.23]

Перечисленные в конце раздела 2.7 пункты а — д приводят нас к так называемому принципу построения электронной оболочки атома, позволяющему определить его состояние. Для этого мы сначала находим дозволенные уровни энергии, а затем распределяем на них (начиная с низшей АО 15) имеющиеся электроны так, чтобы удовлетворить требованию принципа Паули (по два электрона на каждую орбиталь). Например, атом водорода в основном состоянии имеет конфигурацию (15), атом гелия—(15)2, лития — (15)2(25), азота — (15)2(25)2(2р) и т. д. Изложенный принцип построения наглядно иллюстрируется на рис. 2.6, где каждая орбиталь обозначается небольшим прямоугольником ( ячейкой ), а энергия увеличивается в вертикальном направлении. Каждая ячейка представляет собой дозволенную орбиталь если в заданном электронном состоянии атома эта орбиталь не заполнена, то ячейка пуста если орбиталь занята одним электроном, в ячейке находится стрелка, направленная вверх или вниз в зависимости от направления спина ( /2) если орбиталь занята двумя электронами, в ячейке находятся две стрелки, направленные в противоположные стороны. Такого рода диаграммы для первых десяти атомов периодической системы представлены на рис. 2.7. При их построении следует пользоваться правилами Гунда [147], которые позволяют решить вопрос, какие именно из эквивалентных орбиталей незаполненной оболочки (например, из орбиталей 2р 2ру, 2р, атомов азота или кислорода) заполняются в том или ином случае. Эти правила относятся к эквивалентным орбиталям и заключаются в следующем [c.47]

Электронное строение атома гелия в нормальном состоянии выражается формулой 15 таким образом, в атоме гелия имеются два электрона, у которых л = 1, / = О, т = 0. Согласно принципу Паули, эти электроны должны иметь антипараллельные спины. Очевидно, электрон атома водорода имеет спин, направление которого совпадает с направлениел спина одного из электронов в атоме гелия. Поэтому общее электронное облако, связывающее атомы Не и Н, не может образоваться между этими атомами не возникает химической связи. [c.156]

Дальнейшие исследования с водородом будут детально описаны ниже они однозначно показали возможность существования двух форм водорода переход одной формы в другую идет медленно в отсутствии катализатора, в этом имеется некоторое оправдание приписыванию индивидуального названия каждой форме общепринятым является предложение Бонгеффера и Гар-тека, согласно которому симметричная и несимметричная формы водорода обозначаются соответственно приставками орто и, пара , аналогично двум спектроскопическим формам гелия. Эта номенклатура не является удовлетворительной по нескольким причинам — главным образом потому, что орто- и парасостояния гелия обусловлены различием в взаимной ориентировке спинов электронов, а у водорода они обусловлены различными конфигурациями ядерных спинов несмотря на это, попытки ввести другие обозначения, например а- и /З-водород, не имели успеха. [c.87]

Рассмотрим изменения некоторых свойств атомов в последовательности изменения порядкового номера (заряда ядра) элемента (табл. 5). Водородом открывается первый период (и = 1). Электронная конфигурация определяет Положение элемента в первой группе, но высокий ПИ и возможность образования иона Н сближает его с галогенами. Гелием заканчивается первый период. Полностью застроенный электронный iii - лoй высокий потенциал ионизации, суммарный спин, равный нулю, — все это обусловливает особую устойчивость электронной обо-лочк11 гелия, его химическую инертность и диамагнетизм его атомов. [c.62]

На 5-орбитали может находиться не более двух электронов (если там находятся два элеетрона, то их спины противоположны), поэтому в 1-м перноде имеется всего два элемента — водород и гелий. [c.59]

После ряда открытий, в частности после обнаружения волновых свойств электронов и других микрочастиц, стало ясно, что теория Бора недостаточная. Она потерпела неудачу даже в попытке построения второго по сложности атома — атома гелия, состоящего из ядра и двух электронов. Она не смогла объяснить обнаруженной мульти-плетности (множественности) спектральных линий в атомных спектрах элементов. Например, спектральные линии щелочных металлов оказались дублетами с очень малым отличием длин воли линий, составляющих эти дублеты. Также линии серии Бальмера в спектре водорода не являются единичными и каждая расщеплена на две очень близко расположенные линии. Это объяснили Уленбек и Гоудсмит в 1925 г. допущением у электронов вращательного (веретенообразного)-движения, что обусловливает появление у них, кроме орбитального, еще спинового вращательного момента, а также спинового магнитного момента (спин — от английского to spin — вращаться). Ориентация спинового момента электрона в дйух противоположных [c.62]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология