Паули принцип принцип заполнения

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

Заполнение электронных оболочек сложных атомов подчиняется определенным закономерностям и прежде всего трем основным положениям принципу Паули, принципу наименьшей энергии и правилу Гунда. [c.57]

Воспользуемся уже знакомым нам принципом заполнения Паули, чтобы объяснить возможность существования молекул Н2, Н2, Не и Не2. Молекулярный ион водорода Н2 имеет два ядра (протона), но всего один электрон. По соображениям Паули, этот электрон должен находиться на молекулярной орбитали с самой низкой энергией, а согласно рис. [c.517]

Здесь Со — радиус первой орбиты Бора в атоме водорода (0,529-10 м). В соответствии с принципом заполнения Паули на каждой атомной орбитали могут находиться один или два электрона, причем в последнем случае их спины должны быть направлены в противоположные стороны (спаренные электронные спины). [c.96]

ПАУЛИ ПРИНЦИП (запрет Паули) — фундаментальный принцип квантовой механики, согласно которому в системе микрочастиц не может существовать двух частиц с одинаковыми квантовыми числами. Например, электроны, входящие в состав атома, должны отличаться хотя бы одним квантовым числом. Этим объясняется заполнение оболочек электронами 2, 8, 18, 32 и т. д. в полном соответствии с периодической системой элементов Д. И. Менделеева. [c.187]

Из четырех молекулярных орбиталей две и г )з) являются связующими и две и 4) — разрыхляющими. Четыре л-электро-на в молекуле бутадиена занимают энергетические уровни в соответствии с принципом заполнения Паули. Если молекула бутадиена находится в основном (невозбужденном) состоянии, то два электрона находятся на низшем уровне с энергией а остальные два — на следующем за ним уровне Е . Таким образом, полная энергия я-электронов в молекуле бутадиена в основном состоянии равна [c.37]

Причина периодичности свойств элементов, открытая Д. И. Менделеевым, заключается, следовательно, в том, что по мере возрастания числа электронов, окружающих ядро, наступает такая стадия, когда заканчивается заполнение данного электронного слоя и начинается заполнение следующего. При этом элементы с одним, двумя, тремя и т. д. электронами в этом новом наружном слое воспроизводят химические свойства элементов, имевших также один, два три и т. д. электронов в предшествовавшем, теперь уже глубинном слое. Причина послойного расположения электронов в атоме стала ясна в 1925 г., когда Паули сформулировал принцип запрета , согласно которому на одном энергетическом уровне (в атоме, молекуле) может находиться не более двух электронов, причем эти электроны должны иметь противоположно ориентированные спины. Периодически меняются не только химические свойства элементов, но и многие их физические свойства, такие как атомный объем, коэффициент объемного сжатия, коэффициент теплового расширения, электропроводность, температура плавления и т. п., т. е. именно те свойства, которые связаны главным образом с наружными электронными слоями, тогда как свойства, связанные с глубинными слоями, меняются монотонно без какой-либо периодичности (атомная масса, характеристи- [c.7]

Четвертый этап включает заполнение этих орбиталей электронами в соответствии с принципом Паули, принципом наименьшей энергии и порядком заполнения квантовых ячеек в сильном и слабом полях. [c.121]

Для бозонов (частиц с целым спином и фотонов), не подчиняющихся fso принципу Паули, разрешены многократно заполненные состояния. Вслед-ствие того что большое число фотонов может находиться в одном и том же состоянии, получается интенсивный . монохроматический пучок света. [c.97]

Принцип заполнения, уже упоминавшийся ранее, был введен Бором для объяснения структуры периодической таблицы элементов он изложен в гл. 4, В том виде, в котором этот принцип будет нужен для объяснения строения молекул, его можно сформулировать следующим образом. Наинизшее по энергии состояние молекулы получается, если поместить электроны один за другим на наинизшие доступные молекулярные орбитали при условии соблюдения принципа Паули, состоящего в том, что на каждой орбитали не может находиться более двух электронов (которые должны иметь противоположные спины). [c.95]

В гл. 3 и 4 на основе концепции электронных орбиталей и принципа заполнения было дано описание электронной структуры основных состояний атомов. Электронные состояния идентифицируются в первую очередь заданием распределения электронов по атомным орбиталям. Это определяет так называемую электронную конфигурацию состояния. Возможность реализации той или иной конфигурации ограничивается принципом Паули, согласно которому ни одна орбиталь не может содержать более двух электронов. [c.243]

Принцип Паули и принцип минимального значения энергии в основном состоянии атома позволяют сформулировать закон заполнения возможных энергетических состояний в атомах с большим числам электронов Если имеется только один электрон, то он должен находиться в состоянии 15, где главное квантовое число равно единице и значение энергии наименьшее В таком же состоянии может находиться и второй электрон, причем электроны должны иметь разные спиновые квантовые числа, т е их спины должны быть направлены противоположно Поскольку 15-состоянию соответствует только один набор пространственных квантовых чисел, то больше электронов в этом состоянии быть не может Такая ситуация отвечает атому Не Следующий атом (Ь1) имеет три электрона Этот третий электрон должен быть обязательно в одном из состояний с главным квантовым числом, равным двум При дальнейшем заполнении энергетических уровней, те при переходе от атома Ь1 к атому Ые, следует иметь в виду следующее Состояние с главным квантовым числом, равным двум, четырехкратно вырождено Следовательно, этому со- [c.49]

Таким образом, согласно методу МО, при соединении двух атомов в молекулу электрон может занимать одну из двух орбиталей связывающую или разрыхляющую. При заполнении молекулярных орбиталей электронами действуют те же принципы, что и в многоэлектронных атомах, т. е. действуют принципы наименьшей энергии, запрет Паули и принцип Хунда. Поэтому в ионе Щ электрон находится на связывающей, более низкой по энергии орбитали. Расчет по методу МО ЛКАО дает для этого [c.248]

Принцип Паули и правило заполнения [c.130]

В основном состоянии атома электроны заполняют атомные орбитали с наименьшими энергиями (принцип заполнения) так, чтобы при этом выполнялся принцип Паули. Орбиталям пр отвечает более высокая энергия, чем орбиталям пз, но намного более низкая, чем орбиталям (п+ 1)5. Электроны на /гй-орбита-лях имеют примерно такую же энергию, как электроны на (п-)- 1)5-орбиталях. [c.176]

Орбитали энергетической зоны заполняются двумя электронами, как и орбитали атома и молекулы, в порядке их расположения по энергиям и в соответствии с принципом Паули. Следовательно, максимально возможное число электронов в зонах, возникающих за 1 чет перекрывания s-, р-, d-, /-... атомных орбиталей, соответственно равно 2N (s-зона), 6N (р-зона), 10 N (/ -зона), 14 N (/-зона)... Зона, которую занимают электроны, осуществляющие связь, называется валентной (на рис. 75 степень заполнения валентной зоны показана штриховкой). Свободная зона, расположенная энергетически выше валентной, называется зоной проводимости. [c.116]

Поле центральных сил — кулоновского типа оно включает притяжение электронов к центральному положительно заряженному ядру, и эти силы гораздо больше всех остальных, как и должно быть, чтобы атом был стабильным. Прототипом в этой части проблемы является атом водорода или водородоподобный ион, а поэтому решение уравнения Шредингера для атома водорода дает схему одноэлектронных орбит, которые могут заполняться электронами поочередно в соответствии с принципом заполнения и принципом Паули [32, 46, 152]. [c.218]

Устойчивому (невозбужденному) состоянию многоэлектронного атома отвечает такое распределение электронов по АО, при котором энергия атома минимальна. Поэтому АО заполняются в порядке последовательного возрастания их энергии (прн этом не должен нарушаться принцип Паули ). Порядок заполнения электронами АО определяется правилами Клечковского, которые учитывают зависи- [c.40]

Теперь возникает весьма принципиальный вопрос, возможно ли, пользуясь системой квантовых чисел и принципом Паули, определить последовательность заполнения электронных орбиталей и таким образом построить модели всех атомов, т. е. теоретически построить всю периодическую систему элементов. Оказывается, что сделать это пока невозможно. В самом деле, из системы квантовых чисел вытекает ( и это не противоречит принципу Паули), что последовательность заполнения электронных орбиталей может быть следующей [c.49]

Не следует думать, что рассмотренные выше нарушения последовательности заполнения электронных оболочек являются нарушением принципа Паули этот принцип дает лишь м а кси- [c.77]

Характерная для металлов способность хорошо проводить электрический ток путем перемещения электронов, наблюдаемая уже при обычных (не очень больших) разностях потенциалов, возможна только при условии,, что перемещение электронов не требует преодоления значительных энергетических барьеров. Это достигается лишь при перемещении электрона в пределах одной данной зоны. Такое перемещение возможно, когда в данной зоне имеются вакантные уровни, т. е. когда число электронов в ней меньше, чем допускаемое принципом Паули ( 9). Именно такие частично заполненные зоны являются в металлах зонами проводимости, а зоны, не содержащие вакантных уровней валентные зоны) не участвуют в этом процессе. (О возможном переходе электронов в выше расположенные пустые зоны см. при обсуждении свойств полупроводников, 55.) [c.137]

Таким образом, при учете спина электронов вводятся четыре квантовых числа п, I, т, s, использование которых, а также принципа исключения Паули позволяет уяснить основные принципы заполнения электронной оболочки атома и построения Периодической системы элементов. [c.9]

Принципы заполнения электронных орбиталей атома в основном состоянии принцип Паули, правило Хунда. Электронные емкости орбиталей, подуровней и уровней атома. [c.108]

Принцип запрета Паули. В 1925 г. П. Паули постулировал принцип запрета, согласно которому в атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковым набором квантовых чисел п, /, /И/ и /и,. Отсюда следует, что на каждой орбитали может быть не более двух электронов, причем они должны иметь противоположные (антипараллельные) спины, т.е. допускается заполнение И и не допускается заполнение НиИ. [c.26]

Электронная конфигурация молекул строится по принципам, подобным тем, которые использовались для объяснения электронной структуры атомов. Таким путем получают вначале возможные электронные состояния (МО) одного электрона в поле двух ядер, т. е. состояния для молекулярного иона водорода Н . В качестве первого приближения предполагается, что число и распределение МО не меняется при добавлении других электронов в систему (т. е. нет электрон-электронного взаимодействия). Электронная структура многоэлектронной молекулы получается путем заполнения электронами имеющихся МО, начиная с низшей по энергии МО, согласно принципу Паули. Этот принцип построения аналогичен тому, который использовался в разделе 2-4А для получения энергий собственных состояний атома водорода и построения электронной конфигурации остальных элементов путем заполнения атомных орбиталей (АО) в соответствии с принципом Паули. [c.118]

Принцип Паули. Согласно принципу Паули в атоме не может быть двух электронов с четырьмя одинаковыми квантовыми числами. Набор из четырех чисел п, I, т и з определяет в общем случае уровень энергии. Следовательно, на данном энергетическом уровне не может быть более одного электрона. Соответственно этому при заполнении электронных слоев в атоме следует отбрасывать как невозможные все те сочетания квантовых чисел, которые приводят к двум электронам с одинаковыми наборами значений п,1,т,з, т. е. к двум электронам с одинаковыми волновыми функциями. [c.91]

В учебниках общей химии электронные конфигурации атомов предлагают определять при помощи схемы рис. 8.1, на которой указаны названия орбиталеи (ящики), кратность вырождения (число ящиков) и порядок заполнения ящиков электронами (начиная снизу). В каждом ящике может находиться не более двух электронов (принцип запрета Паули), а при заполнении серии пустых ящиков электроны сначала выстраиваются так, чтобы их спины были параллельны друг другу (правило Гунда). [c.203]

При определении последовательности заполнения электронами. МО соблюдаются положения, уже рассмотренные при ознакомлении с порядком заполнения электронами энергетических уровней многоэлектронных атомов, а именно принцип Паули (с. 40—41) и прави- ло Гунда (с. 46). [c.58]

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]

Если использовать модель электрон на окружности для описания л-электронов в циклических сопряженных системах, то нужно заселить энергетические уровни электронами в соответствии с принципом заполнения, т. е. соблюдая принцип исключения Паули и правило Хунда. В соответствии с этим для (4п + 2)-л-систем возникает замкнутая оболочка (рис. IV. 12, а) и занятые собственные состояния, или орбитали, дают диамагнитный вклад в магнитную восприимчивость. В противоположность этому в 4п-л -электронных системах высшие занятые орбитали содержат каждая лишь по одному электрону, спины которых не спарены (рис. IV. 12, б), и эти соединения должны быть парамагнитными. В действительности ни циклооктатетраен, ни другие [4/г] аннулены не проявляют молекулярного парамагнетизма. Как гласит теорема, сформулированная Яном и Теллером, вырождение высшей занятой орбитали может быть снято за счет небольшого искажения симметрии молекулы, возможно за счет альтернирования длин связей. Это дает возможность обоим электронам занять один более низко лежащий энергетический уровень. На возникающей Энергетической диаграмме (рис. IV. 12, в) в соответствии с этим высшая занятая и нижняя свободная орбитали разделены лишь небольшой энергетической щелью. Это различие в энергиях значительно меньше, чем в случае (4п + 2)-л-систем. Взаимодействие с магнитным полем Во вызывает смешивание этих электронных состояний, что в соответствии с нашим ана" лизом, начатым в разд. 1 гл. II, приводит к парамагнитному вкладу в константу экранирования о. Он по величине больше. [c.98]

Картина распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням в атоме называется его электронной конфигурацией. Соблюдая принцип Паули и принцип наименьшей энергии, т. е. последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней, можно составить электронные формулы атомов элементов. В этих формулах цифра перед буквой обозначает номер слоя (энергетического уровня), буква — подуровень, верхний индекс — число электронов в данном подуровне. Кроме электронных формул, электронную структуру атомов можно изобразить графически. Число ячеек в подуровне обозначают соответствующим числом клеток. Так, -подуровень обозначают одной клеткой, р-подуровень — тремя, -подуровець —( пятью и т. д. Электроны с определенным спином изображают в виде стрелок, направленных соответствующим образом, причем в энергетической ячейке не может находиться больше двух электронов. [c.39]

В нашем примере изолированному атому кремния, как и атому германия (см. рис. IV. 16), для заполнения всех / -состоянш не хватает 4 электронов. Но с образованием кристалла каждый атом 81 втягивает за счет обменного эффекта по одному электрону от каждого из 4 соседей в решетке и образует, следовательно, заполненную валентную зону. С наложением электрического поля при температуре около абсолютного нуля такой кристалл не обладает проводимостью, так как электроны валентно зоны заполняют все ее квантовые состояния,а для перескока электронов в пределах валентной зоны необходимо наличие в ней незанятых квантовых состояни (попадание второго электрона с темп же 4 квантовыми чнсламп в уже занятое электроном квантовое состояние согласно принципу Паули исключается). [c.279]

Исследуя самопроизвольное излучение урана, обнаруженное А. Бек-керелем, М. Склодовская-Кюри и П. Кюри открыли (1898) радий и полоний и положили начало интенсивному изучению явления радиоактивности. Открытие ядерного строения атомов Э. Резерфордом (1911) и установление атомных номеров элементов по характеристическим спектрам элементов Мозли (1913) позволили определить, что между водородом и ураном должно находиться 90 элементов. Классические работы Н. Бора установили дискретное строение электронных оболочек. С развитием современной атомной физики периодический закон получил незыблемый теоретический фундамент. Создание квантовой механики Б. Гейзенбергом, М. Борном, П. Дираком, Э. Шредингером, Л. де Бройлем и другими выдающимися физиками нашего времени, открытие О. Стонером и В. Паули принципа заполнения электронных уровней и обнаружение спина электрона Гаудс-митом и Уленбеком завершили строгое теоретическое обоснование периодического закона. [c.10]