Уровни энергетические водорода

Рассмотрим, например, атом водорода Н, В атоме водорода Н имеется один электрон, и спин этого электрона может быть направлен произвольно (т. е. =+ /2 или з=—7г). и электрон находится в -состоянии на первом энергетическом уровне с п=1 (напомним еще раз, что первый энергетический уровень состоит из одного подуровня — 1 , второй энергетический уровень — из вух подуровней — 25 и 2р, третий — из трех подуровней — 35, Зр, Ы и т. д.). Подуровень, в свою очередь, делится на квантовые ячейки (энергетические состояния, определяемые числом возможных значений т,, т. е. 2/+1). Ячейку принято графически изображать прямоугольником, направление спина электрона — стрелками. [c.50]

У всех других элементов после водорода состояние электронов также определяется четырьмя квантовыми числами. Однако движение каждого электрона в многоэлектронных атомах зависит от влияния не только ядра, но и других электронов, поэтому энергия электронов зависит не только от п, но и от I растет с ростом nul. Таким образом, энергетический уровень расщепляется на подуровни, определяемые числами I. С ростом числа электронов в атоме I влияет все сильнее и даже может перекрыть влияние числа п (рис. 18). В общем энергетические уровни в многоэлектронных атомах растут в порядке роста суммы (п + О- Эта закономерность определяет порядок заполнения электронных оболочек атомов. [c.67]

Возбуждение атома происходит при нагревании, электроразряде, поглощении света и т. д., причем в любом случае атом поглощает лишь определенные порции — кванты энергии, соответствующие разности энергетических уровней электронов. Например, переход электрона в атоме водорода с уровня Е на уровень Ез осуществляется при поглощении 1,89 эв энергии. Обратный переход электрона сопровождается выделением точно такой же порции энергии. [c.13]

Все уровня атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбита-лей, т. е. 5-уровень сдвигается сильнее р-уровня, р-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Расщепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отталкивания. В пределе при 2->оо орбитали внутренних электронов с данным п снова становятся вырожденными по I, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. Для атома водорода 3 /-орби-таль лежит ниже 4 , в то же время для 7<2<21 орбитали 5с1 и 45 имеют обратный порядок по энергии. Для 2 21 З -орбиталь вновь лежит ниже 45-орбитали. Аналогичные изменения порядка орбита-лей можно проследить и для других уровней. Результаты исследования атомных спектров и точных расчетов энергетических уровней многоэлектронного атома позволяют представить следующую схему расположения энергетических уровней многоэлектронного атома [c.65]

Следующий энергетический уровень молекулярного иона водорода минимума не имеет, а потому молекула в этом состоянии образоваться не может. Подобная ситуация возникает, когда электрон находится за ядрами, т. е. в разрыхляющей области. Энергетический уровень такого положения электрона назовем разрыхляющим и обозначим этот уровень ар р [c.46]

Н. Бор (1913) ввел в описание атома квантовую теорию излучения (М. Планк, 1900) и представление о дискретных (меняющихся скачками) энергетических состояниях электрона в атоме. Теория Бора для атома водорода выражена в трех постулатах, согласно которым электрон может вращаться вокруг ядра только по дозволенным, или стационарным (определенного радиуса), орбитам и при этом его энергия остается постоянной. Поглощение кванта энергии ку (у — частота колебаний, Я — постоянная Планка, равная 6,62-10 Дж-с) переводит электрон на более удаленную от ядра орбиту, и тот же квант излучается при его обратном перескоке. Главное квантовое число п, принимая целочисленные значения 1, 2, 3,. .., определяет номер орбиты или, соответственно, энергетический уровень, на котором находится электрон. Н. Бором были вычислены радиусы стационарных орбит и скорость двил<ения по ним электрона [c.74]

Безусловно, что теория Бора обладала большими достоинствами, например таким, как количественное предсказание линейчатых спектров водородоподобных атомов. Однако были такн е и некоторые трудности. Одним из первых затруднений была проблема тонкой структуры линейчатого спектра водородоподобного атома. Теория Бора объясняла существование различных линий в спектре водорода и предсказывала существование серий только единичных линий. В то время это было как раз тем, что и наблюдалось на опыте. Однако с усовершенствованием приборов и техники эксперимента оказалось, что линии, принимавшиеся раньше за единичные, в действительности состоят из совокупности линий,. расположенных очень близко друг к другу. Следовательно, для каждого квантового числа существует скорее несколько энергетических уровней, близких друг к другу, чем единственный уровень. Потребовалось введение новых квантовых чисел, а получить их непосредственно нз модели Бора было невозможно. Это затруднение было до некоторой степени разрешено Зоммер-фельдом, когда он детально рассмотрел существование для электрона эллиптических орбит. Бор допускал возможность существования эллиптических орбит в своей первоначальной работе, но дальше не развил эту идею. Для круговых электронных орбит единственной изменяющейся координатой является угол вращения ф. Однако для эллиптической орбиты (рис. 1-11) изменяться могут как угол ф, так и радиус-вектор г. Две степени свободы обусловливают возможность существования двух квантовых состояний. Для того чтобы обе степени свободы сделать квантованными, [c.34]

Первые представители этой совокупности элементов— водород и гелий — значительно отличаются от других элементов, что объясняется строением их атомов Ь — у водорода, и 15 — у гелия (атомы имеют только один энергетический уровень). [c.56]

Очевидно, что спектр излучения атомарного водорода является дискретным, т. е. излучение характеризуется набором частот (волновых чисел, длин волн), определяемых соотношением (10.7) при различных комбинациях целых чисел Пг и у. Среди этих частот имеются и частоты, соответствующие различным участкам спектра видимого света. Например, при переходе электрона на энергетический уровень с Лг = 2 с уровней, где = 3,4 и 5, характеристики излучения сле-дующ,ие [c.151]

Водородная энергетика. Стоимость передачи энергии в химической форме (в виде газа) значительно ниже стоимости передачи электроэнергии. В качестве носителя энергии может быть использован водород. В настоящее время ведутся широкие исследования будущих энергетических систем, в которых передача и распределение энергии будут осуществляться при помощи водорода. Применение водорода значительно снизит уровень загрязнения атмосферы, так как при его окислении образуется безвредный продукт — вода. [c.356]

Эти новые уровни энергии свойственны возбужденному атому водорода. Число п, определяющее энергетический уровень электрона, называется главным квантовым числом. [c.12]

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]

В простейшем случае двух атомов водорода из их Is-op-бит могут возникнуть молекулярные орбиты ais (связывающая) и a ls (разрыхляющая). Так как энергетический уровень связывающей орбиты лежит ниже исходных атомных уровней, она и заполняется обоими ls-электронами, которые становятся связывающими, обеспечивая тем самым устойчивость молекулы Hj. [c.232]

Атом водорода И имеет один электрон, располагающийся на первом энергетическом уровне, — 1х . Уровень К, включающий одну орбиталь, насыщается двумя электронами — 1 , имеющимися у атома гелия Не. Эти два элемента образуют первый период. [c.42]

Электрон в атоме водорода занимает определенный энергетический уровень, который является наинизшим, если атом не возбужден и находится в изолированном состоянии. При сближении двух атомов их электроны испытывают притяжение со стороны обоих ядер, которое возрастает по мере уменьшения расстояния между ними, и в пространстве между ядрами уровень потенциальной энергии электрона понижается. Вследствие этого объединение двух ядер и одного электрона в единую систему — энергетически выгодный процесс. Присутствие второго электрона усложняет картину вследствие взаимного влияния электронов. Как известно, обладая отрицательным зарядом, электроны отталкиваются друг от друга. Этот эффект называется корреляцией зарядов. Но кроме этого у электрона имеется собственное электромагнитное поле, характеризуемое его спином. Электроны с параллельными (одинаково направленными) спинами отталкиваются друг от друга, а электроны с антипараллельными спинами сближаются, стягиваясь в электронную пару. Этот эффект называется корреляцией спинов ив совокупности с корреляцией зарядов определяет суммарный эффект взаимного влияния электронов — корреляцию электронов. [c.46]

Электрон в атоме водорода занимает определенный энергетический уровень, который является наинизшим, если атом не возбужден и находится в изолированном состоянии. При сближении двух атомов их электроны испытывают притяжение со стороны обоих ядер, которое возрастает по мере уменьшения расстояния между ними, и в пространстве между ядра- [c.56]

Пользуясь рис. 5.4, рассмотрим переход электрона с третьего энергетического уровня атома водорода на его второй энергетический уровень этому переходу соответствует испускание спектральной линии с волновым числом V = = 15233,03 см (см. рис. 5.3). Изменение энергии, которым сопровождается этот переход, согласно данным рис. 5.4, равно 1,89 эВ и приходится на видимую часть серии Бальмера. Другие спектральные линии той же серии соответствуют [c.71]

Повышенная энергия Движения электронов может достигаться при поглощении видимого света (или других электромагнитных колебаний) и переходе электронов на волее высокий энергетический уровень (как, например, при активации хлора в реакции Н2- -С12 = 2НС1). Энергия электронов в атомах может повышаться при разрыве валентной связи, например при диссоциации молекулы водорода на атомы или при образовании других атомов с ненасыщенной валентностью или свободных радикалов. Такая активация может осуществляться и при химических взаимодействиях (как, например, в реакции Ыа + С12 = НаС1 + С1) и при ударах молекул о стенку сосуда и пр. Наконец, молекулы могут активироваться действием электрического разряда, ультразвуковыми колебаниями, действием излучений различного рода и другими путями. [c.479]

Атомы галогенов имеют на внешнем энергетическом уровне по 7 электронов. Этим объясняется общность их свойств. Стремясь завершить внешний уровень, они присоединяют по одному электрону, проявляя степень окисления, равную —1. Такую степень окисления галогены имеют в соединениях с водородом и металлами. [c.209]

При установлении между окисной пленкой и объемом кристалла электронного равновесия в рассматриваемой системе образуется общий уровень электрохимического потенциала электронов, который не может проходить выше зоны проводимости и ниже валентной зоны. Поэтому энергетические уровни окисной пленки, оказывающие наибольшее влияние на величину коэффициента поверхностной рекомбинации, должны находиться вблизи уровня на расстоянии, не превышающем ширины запрещенной зоны для данного кристалла (см. рис. 53 и 58). Считая, что гидратированная окисная пленка вместе с адсорбированными в ней частицами подобна водному раствору, и обращаясь к рис. 53, мы приходим к выводу, что наиболее эффективными центрами рекомбинации в окисной пленке являются атомы или ионы элементов, располагающихся в правой части ряда напряжений металлов или металлоидов (см. стр. 192). Такими элементами являются водород, медь, серебро, золото, а также кислород и сера. Напомним, что именно для ионов этих элементов характерна высокая скорость электронного обмена при контакте металла или полупроводника с электролитом. Поэтому дe aнный [c.210]

Следз щий энергетический уровень молекулярного иона водорода [c.50]

Главное квантовое число п — это положительное целое число, 1, 2, 3,4,..которое характеризует в основном энергетический уровень электрона. Оно имеет приблизительно такой же смысл, как и в модели Бора, если речь идет только об энергии электрона, однако в квантовомеханической модели с каждым энергетическим уровнем не связывают орбиту строго определенного радиуса. Вместо этого значениями п характеризуют относительные радиусы электронных облаков. При и = 1 электрон находится в самом низком по энергии разрешенном состоянии, называемом основным состоянием. По мере возрастания п энергия электрона увеличивается. Подстановка значений п в уравнение Ридберга (5.2) позволяет объяснить спектральные линии атомарного водорода переходами электрона между его энергетическими уровнями, подобно тому как это делалось в модели Бора. [c.76]

До сих пор мы рассматривали только атом водорода, где имеется всего один электрон. Было указано, что в самом низком энергетическом состоянии атома водорода электрон находится на первом энергетическом уровне. Этот уровень, характеризуемый значением главного квантового числа п = 1, состоит всего из одного подуровня, и ему соответствует только одна орбиталь. При возбуждении атома электрон переходит на один из более высоких энергетических уровней и может оказаться при этом на орбитали иного типа, имеющей одну из нескольких ориентаций в пространстве. Каждая из таких орбиталей характеризуется определенной комбинацией квантовых чисел п, I тл т. [c.79]

Хартри-фоковские расчеты атомов и анализ атомных спектров показывают, что орбитальные энергии е, зависят не только от главного квантового числа п и заряда ядра Z, но и от орбитального квантового числа I. Если бы экранирование ядра внутренними электронами было полным, то энергетические уровни внешних электро-(юв были бы идентичны уровням атома водорода. Отклонение от уровней атома водорода является непосредственной мерой влияния неполного экранирования (так иазьшаемый эффект проникновения). Все уровни атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбиталей, т. е. 5-уровень сдви-[ ается сильнее э-уровня, /7-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Рас-[цепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отгалкивания. В пределе при Z—юо орбитали внутренних электронов с данными п снова становятся вырожденными по /, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. [c.71]

На рис. 22 приведены возможные уронни энергии Н2 в зависимости от расстояния между ядрами. По оси абсцисс отложено расстояние между ядрами, а по оси ординат — потенциальная энергия системы. Нетрудно догадаться, что основному состоянию молекулярного иона На отвечает наиболее низкий энергетический уровень. Характер нижней кривой на рис. 22 можно объяснить тем, что по мере сближения протона и атома водорода вначале преобладают силы прр тяжения, а затем силы отталкивания, поэтому вначале наблюдаете 1 монотонное понижение потенциальной энергии системы, по достижении же минимума — резкое ее увеличение. Минимум на кри-во потенциальной энергии отвечает наиболее устойчивому состоя- [c.45]

Проведенные для пропана вычисления могут быть проиллюстрированы при помощи диаграммы энергетических уровней, изображенной на рис. 15-7. Добавление 3898 кДж для атомизации графита и диссоциавдщ газообразного водорода показано как переход с нижнего энергетического уровня на верхний уровень, соответствующий изолированным атомам. Соединение этих атомов в молекулу СзН соответствует уменьщению энергии на 3994 кДж с переходом в еще более низкое энергетическое состояние. Расстояние между исходным и конечным энергетическими уровнями (исходный уровень отвечает реагентам - графиту и Н2, а конечный уровень — продукту СзНд) соответствует вычисленной теплоте образования пропана, АЯ298 = - 96 кДж. [c.29]

Большое число электронов на внешнем энергетическом уровне атома обусловливает высокую электроотрнцательность халькогенов и их неметаллический характер и придает им в той или другой степени свойства окислителей. В соединениях с водородом или металлами атомы этих элементов легко принимают два электрона, достраивая внешний уровень до устойчивой конфигурации из 8 электронов. Следовательно, эти элементы проявляют в таких случаях степень окисления — 2. Сюда относятся соединения с водородом — вода НгО, сероводород НаЗ, селеноводород НаЗе и теллуроводород НаТе и с металлами — оксиды, сульфиды, селениды и теллуриды металлов, например, ЫааО, N328 и Г ЗгЗе и ЫзаТе. [c.140]

Второй период системы открывают литий и бериллий, у которых внешний энергетический уровень содержит лишь -электроны. Для этих элементов схема молекулярных орбиталей ничем не будет отличаться от энергетических диаграмм молекул и ионов водорода и гелия, с той лишь разницей, что у последних она построена из 1 -электронов, а у Ь12 и Ве -из 2 -электронов. 1 -электроны лития и бериллия можно рассматривать как несвязывающие, т.е. принадлежащие отдельным атомам. Здесь будут наблюдаться те же закономерности в изменении порядка связи, энергии [c.58]

Химические свойства. Атом серы, имея незавершенный внешний энергетический уровень, может присоединять два электрона и проявлять степень окисления —2. Такую степень окисления сера проявляет в соединениях с металлами и водородом (например, Na2S и НзЗ). При отдаче или оттягивании электронов к атому более электроотрицательного элемента степень окисления серы может быть +2, +4 и +6. [c.177]

Работа галиевого детектора основывается на эффекте Пеннинга. В камере находится источник р-излучения. Электроны атома гелия (газа-носителя) в результате столкновения с р-частицами переходят на более высокий энергетический уровень. Энергия возбуждения больше энергии ионизации молекул примеси, поэтому при столкновении возбуждаемых атомов гелия с этими молекулами происходит их ионизация. Величина ионизационного тока характеризует количество примесей. Важной особенностью гелиевого детектора, является то, что он позволяет определять такие примеси постоянных газов, как азот, кислород, водород и т. п. Чувствительность гелиевого детектора достигает объемной концентрации 10" %. [c.402]

Простейший пример ковалентной связи образование молекулы водорода Н2. Атомы водорода имеют следующую электронную оболочку 1х . Внешний (первый) энергетический уровень является незавершенным до завершения не хватает одного электрона. При сближении двух атомов водорода происходит взаимодействие электронов с аитипараллельными спинами с формированием общей (поделенной) электронной пары [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология