Ядро и оболочка теории

Теория о ССЕ, предложенная З.И. Сюняевым является одной из первых моделей, которую можно было использовать для моделирования студнеобразной фазы. [32]Представления типа ядро-оболочка о структурировании в жидкой фазе, позволили разработать модель для описания студнеобразного состояния системы фактически определив ступенчатость фазового перехода при термообработке нефтяных остатков. Эта идея была весьма плодотворной и позволила объяснить ряд экспериментальных фактов. Вместе с тем возникли очевидные трудности, связанные с механизмом и закономерностями образования ССЕ. Наиболее уязвимым местом физико-химической механики нефтяных дисперсных систем явилось то, что в ее рамках не было обоснованного ответа на вопрос, какова природа сил, ответственных за структурирование столь разнородных по химическому строению веществ [32]. Поскольку эти трудности не были разрешены в рамках существующих представлений, на некоторое время от идеи ССЕ пришлось отказаться. [c.69]

Ядро и оболочка теории [c.99]

Мы рассматриваем становление квантовой химии, и в этой связи, интересуемся в первую очередь экстенсивным развитием знания, оно, можно сказать, происходит волнообразно за расширением оболочки теории, составленной из гипотез и моделей, следует расширение ее ядра , составленного из обоснованных теоретических положений. Ядро как бы вбирает некоторые гипотезы и модели, входящие в оболочку. [c.101]

Согласно современной теории атомное ядро имеет оболочечное строение. Протоны и нейтроны независимо друг от друга заполняют ядерные слои и подслои, подобно тому как это наблюдается для электронов в электронной оболочке атома. [c.9]

Символ К К означает наличие четырех электронов на внутренних оболочках с п = 1, которые не оказывают влияния на химическую связь. Согласно экспериментальным данным, длина связи в В2 равна 1,59 А, т.е. меньще, чем в молекуле 2 (2,67 А). Энергия связи соответственно больше 274 кДж моль по сравнению с 110 кДж моль Оба эффекта обусловлены большим положительным зарядом ядра бора, который обусловливает более прочное взаимодействие с электронами. Веским аргументом в пользу теории молекулярных орбиталей явилось экспериментальное обнаружение (путем магнитных измерений) в молекуле В2 двух неспаренных электронов. Оно служит прямым подтверждением именно той последовательности орбитальных энергетических уровней и к , которая указана на рис. 12-8 если бы последовательность этих орбитальных уровней была обратной, оба электрона должны были располагаться со спаренными спинами на орбитали а , и в молекуле не было бы неспаренных спинов. (Исторически дело обстояло так неспаренные электроны в В2 не были предсказаны заранее экспериментальное обнаружение неспаренных электронов в В2 заставило пересмотреть прежние взгляды на последовательность орбитальных энергий в двухатомных молекулах и придать ей вид, иллюстрируемый рис. 12-8.) [c.526]

Современное состояние науки о ядре и его структуре находится примерно в том же положении, в котором находилась теория строения атома в 1925 г. Имеется возможность проводить измерения свойств ядер, описывать и классифицировать их, но нет еще общей теории, позволяющей объяснить эти свойства. Ядра состоят из протонов и нейтронов, сосредоточенных в небольшом объеме и взаимодействующих сильнее всего лишь со своими непосредственными соседями по ядру. В некоторых отношениях (это касается энергии связи) они подобны спрессованным капелькам однородных частиц, но в других отношениях (предпочтительность четного числа нуклонов и существование магических чисел) они ведут себя так, будто образуют оболочечные структуры, подобные электронным оболочкам. Диаграммы энергетических уровней для ядер могут быть построены на основе спектров у-излучения, сопровождающего ядерные превращения. Ядра, подобно электронам в атоме, тоже имеют основные и возбужденные состояния. [c.435]

Б. П. Дерягин (1945) разработал теорию устойчивости и коагуляции лиофобных (гидрофобных) золей, согласно которой сольватные (гидратные) оболочки вокруг ядра коллоидных мицелл, обусловленные сольватацией (гидратацией) ионов в диффузном слое, обладают упругими свойствами. Упругие силы жидких сольватных оболочек, препятствующие слипанию частиц, получили, по Б. П. Дерягину, название расклинивающего давления. Это название подчеркивает, что упругие сольватные прослойки между сближенными твердыми поверхностями действуют механически, как бы расклинивая поверхности. [c.325]

Происхождение и величину градиентов электрических полей на ядрах атомов в молекулах приближенно объясняют с точки зрения характера химических связей и распределения электронной плотности в рамках теории МО ЛКАО. В молекулярных кристаллах основной вклад в градиент поля на ядре дают валентные электроны рассматриваемого атома, а в простейшем подходе Таунса и Дейли для таких атомов, как и галогены, показывается, что градиент создают главным образом р-электроны валентной оболочки. Исходное положение этого подхода состоит в том, что градиент электрического поля в направлении г (например, совпадающем с направлением связи, см. рис. IV.2) в молекуле е мол можно выразить через градиент электрического поля в свободном атоме е<7ат в виде линейного соотношения [c.105]

Теоретическое обоснование Периодического закона дано в квантово-механической теории строения атома. Физический смысл порядкового номера Z заключается в том, что Б нейтральном атоме данного элемента содержится Z протонов (в ядре) и Z электронов (на оболочке). Так, в ядре атома бора B(Z = 5) имеется 5 протонов, а на оболочке — 5е . Физической основой структуры Периодической системы является определенная последовательность заселения электронами оболочки атома при возрастании Z. [c.147]

Согласно теории Г. Льюиса, химическая связь в подобных молекулах обусловлена образованием электронных пар, которые принадлежат одновременно двум атомам. Такая электронная пара расположена между двумя соединяющимися в молекулу атомами и взаимодействует с их положительно заряженными ядрами, как бы стягивая их вместе. Кроме того, при образовании молекулы каждый из атомов приобретает внешнюю электронную оболочку благородных газов, т. е. состоящую из двух или восьми электронов. Пользуясь схемами рис. XII.1, ХП.2 или ХП.З и обозначая электроны водорода точками, а электроны хлора и азота крестиками, можно представить строение молекул, например На, НС1 и NH3 следующими формулами [c.153]

Главное квантовое число п, по существу, эквивалентно квантовому числу п в теории Бора оно в основном определяет энергию электрона на данной орбитали и качественно размеры области пространства вблизи ядра, где движется электрон. Орбитали о одинаковыми п называются оболочками и имеют следующие обозначения (введенные в рентгеновской спектроскопии) [c.54]

Согласно наиболее интересной из этих теорий — слоистой, или оболочечной, предложенной в 1948 г. американским физиком М. Гепперт-Майером и немецким физиком И. Иенсеном, считается, что нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре распределяются так же по энергетическим уровням и подуровням, как и электроны в оболочке атома когда уровни и подуровни полностью заполнены нуклонами, образуются ядра с магическими числами нейтронов и протонов и с повышенной-устойчивостью. Например [c.100]

Периодический закон развивался вместе с химией и физикой и продолжает развиваться. Прежде всего следует отметить появление теории строения атома, которая позволила определить заряд ядра атома, ставший порядковым номером элемента в периодической таблице. Заряд ядра приближенно уже определил Э. Резерфорд по данным о рассеянии а-частиц веществом (например, металлической фольгой). Систематические определения заряда ядра (2) были осуществлены путем изучения частот рентгеновских волн, излучаемых веществом в результате воздействия на него потока электронов. В результате такой бомбардировки происходит удаление одного из электронов из внутренних оболочек атома. При переходах других электронов на эту освободившуюся оболочку возникают рентгеновские лучи. [c.313]

В 1916 г. Льюис и Лангмюр выдвинули так называемую октет-ную теорию химической связи, считая, что всякая перестройка атома объясняется его стремлением принять устойчивую восьмиэлектронную оболочку атома ближайшего инертного газа. Поэтому атомы одинаковых или разных элементов объединяют свои электроны так, чтобы каждый из них имел восьмиэлектронную оболочку, содержащую обобщенные электроны. Пример графического изображения молекул простых веществ дан на рис. 29. Однако объяснения процесса объединения электронов по существу эта теория не дала. Развитие волновой механики атома явилось основой современного учения о химической связи и строении молекул. Причиной возникновения связи между атомами является уменьшение энергии двух или нескольких изолированных атомов при образовании общего, более устойчивого агрегата — молекулы. При соединении атомов между собой их орбитали с одним электроном (незаконченные) образуют общую систему орбиталей молекулы с выделением энергии, так как полученная сис-стема имеет большую симметрию и между положительно заряженными ядрами атомов, входящих в состав молекулы, создается большая плотность электронов. [c.71]

Если 5-орбитали по своей структуре еще радикально не отличаются от классических орбит, по которым движутся электроны, то при рассмотрении 2р-уровня (продолжение -оболочки) эти различия становятся уже очевидными. Теория требует существования трех 2/ -орбиталей, характеризующихся одинаковой формой и одинаковыми уровнями энергии (орбитали с одинаковыми энергиями носят название вырожденных) и располагающихся вдоль взаимно перпендикулярных осей х, у я г их обозначают соответственно 2рх, 2ру и 2р . Известно далее, что по форме эти три орбитали уже не обладают сферической симметрией, как это имеет место в случае 15- и 25-орбиталей, а напоминают гантели. Плоскости, в которых вероятность нахождения электрона равна нулю (нодальные плоскости), проходят через ядро под прямыми углами соответственно к осям [c.18]

Теория валентных связей и теория молекулярных орбиталей используются и для описания химической связи в молекулах более тяжелых элементов. В таких молекулах в образование связи вовлекаются не только s-орбитали, но также р-, d- и даже /-орбитали. Но так же как и при образовании ионов, энергией, подходящей для возникновения ковалентных связей, обладают только орбитали валентной оболочки. Остовные орбитали, с более низкой энергией, продолжают испытывать существенное влияние только одного ядра и не дают значительного вклада в образование молекулярной связи. Орбитали с более высокой энергией, чем в валентной оболочке, могут заселяться электронами в возбужденных состояниях молекул, однако их энергия слишком велика, чтобы они смогли принимать заметное участие в образовании связи у невозбужденных молекул, в их основном состоянии. [c.117]

Рис. 12.9, а показывает, что радиальная часть R г) волновых функций для s-орбиталей атома водорода обусловливает наибольшую плотность вероятности для электрона на ядре. Однако нас может интересовать другой вопрос как зависит от г вероятность нахождения электрона в области между г и r+dr Чтобы рассчитать это так называемое радиальное распределение для s-орбиталей, умножим R(r) на 4пr , так как Anr dr — объем сферической оболочки с центром в начале координат. Радиальная функция распределения для ls-орбитали обладает максимумом при о, как показано на рис. 12.9,6. Этот наиболее вероятный радиус для электрона совпадает с боровским радиусом. Более размытое облако плотности вероятности, полученное при квантовомеханическом рассмотрении, значительно отличается от результатов теории Бора и согласуется с принципом неопределенности Гейзенберга. [c.387]

Живые клетки, такие как эритроциты или дрожжи, содержат проводящее ядро, окруженное мембранной оболочкой. Последняя состоит из липидов белков и полисахаридов и имеет относительно высокое И.Т1И очень высокое сопротивление, которое соответствует высокому сопротивлению лецитиновых пленок. Следовательно, суспензии этих клеток в электролитическом растворе представляют пример суспензий сфер, покрытых непроводящей оболочкой. Теория таких систем описана выше (см. стр. 341). [c.382]

Дисперсионные силы имеют квантово-механический характер. Как следует из современных теорий строения атома, всякий электрон движется с определенной энергией, значение которой колеблется около некоторого среднего значения (т. е. флуктуирует). В результате этих колебаний электрон может на короткое время перескочить на более далекую от ядра оболочку. Если до флуктуации центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадали (т. е. атомы или молекулы не имели дипольного момента), то после перескока электрона появится мгновенный диполь. Он может или индуцировать диполь в каком-либо соседнем атоме, или взаимодействовать с другим мгновенным диполем, появив- Рис. 10. [c.39]

Следует отметить, что во многих фундаментальных трудах но ядру оболочки даже не упоминаются (Бете. Лекции но теории ядра. Иниздат, 1949) в других они отмечаются в качестве второстенехтого или дополнительного пункта (Ферми, Вейсконф-Блатт). Подобающее центральное место модели оболочек уделено в книге Гейзенберга [3]. [c.81]

На рис. 23-4 указано лишь существование устойчивых (нерадиоактивных) изотопов, но не их степень ядерной устойчивости и не их относительную распространенность. Ядра обладают особой устойчивостью, если они имеют Z или п (число нейтронов), равное 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126. Приведенные значения называются магическйми числами. Хотя они дают определенную информацию об оболочечной структуре ядра, пока что не существует теории, позволяющей объяснить эти данные. Напрашивается их сопоставление с набором магических чисел 2, 10, 18, 36, 54 и 86, которые принимают порядковые номера особо устойчивых в химическом отношении элементов - благородных газов. Магические числа устойчивости ядер могут, очевидно, получить объяснение на основе представлений об оболочечной структуре ядра, причем ядерные квантовые оболочки, по-видимому, должны существовать независимо для протонов и нейтронов. Магическое число протонов либо нейтронов придает ядру устойчивость атомы типа 82 РЬ с магическими числами одновременно протонов и нейтронов обла- [c.417]

В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

Используемые в органической химии методы анализа и синтеза позволяют однозначно определить порядок связывания атомов в молекуле (исключениями являются лишь случаи таутомерии и перегруппировок). Под порядком связывания понимают взаимное геометрическое расположение соседних атомов в молекуле и пространственно-статическую модель молекулы в целом. В классической структурной теории эти эмпирические данные связывались с гипотетическими представлениями о валентности, например, с высказанными Кекуле. Все это сохранило свое значение и в настоящее время молекулярные модели структурной теории дают правильное описание атомных скелетов молекул. Однако, в соответствии с представлениями об атоме как совокупности ядра и оболочки, оказалось необходи.мым дополнить указан- [c.46]

На основании современной теории строения атома удалось установить электронные структуры атомов всех элементов. В соответствии с квантовомеханическими представлениями конфигурация электронной оболочки невозбужденного атома однозначно определяется зарядом ядра. Электроны с одинаковым значением главного квантового числа п образуют квантовый слой близких по размерам облаков. Слои с п=1, 2, 3, 4. .. обозначаются соответственно буквами К, Ь, М, N... По мере удаления от ядра емкость слоев увеличивается и в соответствии со значением п составляет 2 (слой К), 8 (слой Ь), 18 (слой М), 32 (слой N). .. электронов (ем. табл. 2). Квантовые слои в свою очередь построены из по лоев объединяющих электроны с одинаковым значением орбитального квантового числа I. А подслои составлены из орбиталей на каждой орбитали могут находиться максимум два электрона (с противоположными спинами). [c.19]

ГО ЧТО минимум функции г(з2 между ядрами становится менее резким, она понижается. Из равновесных значений Е, К и Г, соответствующих вириальному состоянию , Е имеет более низкое значение вследствие сжатия всей молекулы (с более значительным понижением V по сравнению с увеличением Т). Такое сжатие электронного облака согласуется с теорией, если уточнить расчет, сделанный в разд. 6.2.1 на основе вариационного исчисления путем введения второго вариационного параметра (наряду с линейной комбинацией коэффициентов с). Таким параметром служит коэффициент в показателе степени экспоненциальной волновой функции исходных атомов. Минимум энергии наблюдается при значении параметра, соответствующем сокращению электронного облака. Итак, природу химической связи можно представить себе следующим образом пр перекрывании исходных электронных оболочек атомов возникает выгодный в энергетическом отношении эффект интерференции , сущность которого может быть раскрыта тольксу методами квантовой механики. Такая интерференция вызывает увеличение заряда в пространстве между ядрами за счет заряда, находившегося вблизи них. Таким образом, провал плотности заряда между ядрами выравнивается , что приводит к сильному понижению кинетической энергии (при небольшом увеличении потенциальной). Это вполне соответствует балансу энергии, но противоречит вириальной теореме. Последняя удовлетворяется за счет того, что при образовании молекулы идет и другой энергетически выгодный процесс — сжатие электронного облака всей молекулы. Оба процесса протекают таким образом, что вириальная теорема выполняется устойчивое состояние молекулы достигается на более низком уровне энергии. [c.81]

Кристалл представляет собой систему, состоящую их двух взаимодействующих подсистем электронной и ядерной. В рассеянии излучений принимают участие обе подсистемы, однако, интенсивность рассеяния на каждой из них зависит от природы рассеиваемого излучения. Например, интенсивность потенциального рассеяния рентгеновских лучей на ядрах атомов (томпсоновское рассеяние) примерно в 10 раз меньше интенсивности, рассеянной электронными оболочками тех же самых атомов, поэтому в теории дифракции рентгеновских лучей рассеянием на ядрах пренебрегают. Известны некоторые изотопы, ядра которых как раз попадают в область длин волн, используемых в структурном анализе. Сечение взаимодействия таких ядер имеет резонансный характер и по величине может значительно превышать сечение взаимодействия излучения с электронными оболочками атома. [c.174]

Периодическая система Менделеева является естественной си-стематикой атомов химических элементов. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой. Закономерности изменения свойств химических элементов определяются Периодическим законом. Учение о строении атома вскрыло физический смысл Периодического закона. Оказалось, что периодичность изменения свойств элементов и их соединений зависит от периодически повторяющейся сходной структуры электронной оболочки их атомов. Химические и некоторые физические свойства зависят от структуры электронной оболочки, особенно ее наружных слоев. Поэтому Периодическая система является научной основой изучения важнейших свойств элементов и их соединений кислотно-основных, окислительно-восстановительных, каталитических, комилексообразовательных, полупроводниковых, металлохимических, кристаллохимических, радиохимических и т. п. Помимо теории строения атома Периодическая система элементов сыграла колоссальную роль в учении о естественной и искусственной радиоактивности, освобождении внутриядерной энергии. В настоящее [c.10]

Возникповепне сиин-спиновой связи удобно рассматривать на примере ядер со спином 1/2, например протонов. Теория спин-спинового взаимодействия базируется на том положении, что прямое диполь-дипольное взаимодействие, которое осуществляется в твердых телах, для жидкостей и газов в результате быстрого молекулярного движения усредняется до нуля. Тонкая структура в спектрах является следствием взаимодействия ковалентно связанных ядер через электронные оболочки в молекулах. Рассмотрим гипотетическое вещество, молекула которого содержит в себе магнитные ядра типа А и В. Ядро А в поле Но имеет два состояния — с низкой (а) и высокой ((3) энергией. Это справедливо также и для ядер В. Учитывая это, можно сказать, что в зависимости от своего состояния ядро А создает увеличение или уменьщение напряженности магнитного поля, при котором наблюдается резонанс ковалентно связанного с ним ядра В. Если пренебречь небольшим различием в населенности двух уровней, можно считать, что состояния аир равновероятны и резонанс ядер В проявляется в виде двух линий одинаковой интенсивности. Расстояние между линиями характеризует энергию спин-спиновой связи и называется константой спин-спинового взаимодействия. Если повторить рассуждения, окажется, что спектр ядер А будет состоять из двух линий с такой же константой спин-спинового взаимодействия. [c.74]

Теор. физика пока не дает детального описания св-в ядра, что обусловлено прежде всего недостатком сведений о природе ядерных сил. Поэтому для описания св-в ядер широко использ. модельные представления (напр., модели лсидкой капли, ядерных оболочек), Е, м. Лейкин. [c.727]

Теория атома водорода по Бору достаточна для объяснения основных. закономерностей в рентгеновских спектрах элементов. Применимость комби-падионного принципа Ритца указывает на то, что электроны в атомах, содер-лсащих большое число электронов, находятся на орбитах с постоянной энергией. Испускание или поглощение рентгеновских лучей, как и других электромагнитных волн, соответствует переходу электрона с одной орбиты на другую. Предположим, что электроны в атоме расположены около ядра на некоторых оболочках, причем самую внутреннюю оболочку мы обозначим буквой К, а остальные оболочки — следующими буквами латинского алфавита. Например, расположение электронов в атоме кадмия можно схематически представить так, как это показано на рис. 7 [12]. Пренебрегая разницей между энергией электронов и пределах одной оболочки, уровни энергии электронов на различных оболочках по аналогии с атомом водорода [c.199]

Поскольку [75] переработка нефти, начиная с первых стадий (деэмульсация, прямая перегонка) и кончая переработкой нефтяных остатков (коксование, гидрокрекинг, добен - деасфальтизация остатков бензином и др.), основана на регулировании структурно-механической прочности и устойчивости нефтяных дисперсных систем, направление внимания ученого на исследование подобных систем вполне объяснимо. В исследованиях появляются попытки на основании схемы агрегирования (по П. Ребиндеру), представить коксообразование как результат изменения дисперсной системы [32]. Руководствуясь идеей о том, что любой активный сгусток вещества за счет поверхностной энергии собирает сольватную оболочку, З.И. Сюняев развил теорию о том, что в любой нефтяной системе образуются структурные единицы (СЕ), в которых есть ядро и окружающая его сольватная оболочка. [c.68]