Водород электронные орбиты

Распространение картины строения атома водорода на многоэлектронные атомы представляет собой один из самых значительных шагов в понимании химии, и мы отложим рассмотрение этого вопроса до следующей главы. При этом мы будем исходить из предположения, что электронные орбитали многоэлектронных атомов подобны орбиталям атома водорода и что они могут описываться теми же четырьмя квантовыми числами и имеют аналогичные распределения вероятностей. Если энергетические уровни электронов изменятся по сравнению с уровнями атома водорода (что и происходит на самом деле), нам придется дать исчерпывающие объяснения этим изменениям в терминах, используемых для описания орбиталей водородоподобных атомов. [c.374]

Самые различные процессы возникновения и поглощения электромагнитных колебаний обладают квантовой природой, т. е. при этих процессах энергия выделяется или поглощается только целыми порциями (квантами), пропорциональными частоте колебаний. Особенно плодотворно квантовые представления о природе излучения были применены к теории атома. Бор допустил, что из бесчисленного множества возможных орбит вращения электронов только некоторые отвечают стационарному состоянию атома. Приняв, что в атоме водорода электрон вращается по круговым орбитам, он постулировал, что устойчивыми из этих орбит могут быть только те, для которых момент количества движения электрона по [c.29]

Атомные спектры. Данные об энергетическом состоянии электрона (орбитали) получают при изучении спектров излучения и поглощения свободных атомов. На рисунке 6 приведен спектр атомарного водорода. Атомные спектры имеют линейчатый характер, т. е. [c.19]

Водородные соединения с положительным зарядом на атоме водорода не всегда кислоты (например, КНз). Если в соединении, содержащем водород, имеются орбитали, занятые свободной электронной парой, возможно даже присоединение протона. Подобные соединения в воде ведут себя как основания. [c.467]

Однако изменять свои спины в магнитном поле способны лишь неспаренные электроны. При наличии же на данной орбитали или зонном уровне двух спаренных электронов их магнитные моменты будут направлены в противоположные стороны и взаимно погасят друг друга. Магнитная восприимчивость подобной пары электронов будет отрицательной величиной, т. е. заполненные электронные орбитали создают диамагнитный эффект. С этой точки зрения диамагнитными свойствами будут обладать в какой-то мере любые микрочастицы, содержащие в своей структуре заполненные электронные орбитали. Что касается простых веществ, то ярко выраженной диамагнитной восприимчивостью будут обладать лишь те из них, атомы, молекулы или ионы которых имеют только заполненные электронные орбитали. Примерами подобных веществ могут служить благородные газы, газообразные водород и азот, кристаллы галогенидов и щелочноземельных металлов, алмаз и кремний. [c.301]

Дальнейшие улучшения волновой функции молекулы водорода основывались на простых физических идеях. При сближении двух атомов водорода электроны начинают притягиваться одновременно к двум ядрам, вследствие этого их орбитали сжимаются. Сжатие [c.94]

Первая круговая орбита самая устойчивая. В нормальном состоянии атома водорода электрон движется по первой орбите. По другим орбитам он движется тогда, когда какими-либо внешними силами (толчками быстро движущ,ихся ионов, электронов, световыми колебаниями и т. д.) он выбит из своей нормальной орбиты. Таким образом, диаметр атома водорода d в нормальном состоянии равен [c.13]

Рис. П1-22. Возможные электронные орбиты атома водорода по Бору.

Радиус первой электронной орбиты атома водорода входит в т. н. атомную систему единиц-, длины (0,53-10" см), массы (9,1 10" г), заряда (4,8-10" > абс. зл. ед.). времени (2,42-10- сек), скорости (2,2-10 см сек), частоты (4,1-10 сек ), энергии (4,36-10 арг, или 27,2 эв, или 2,2-105 сж", или [c.82]

На внешнем уровне атома кислорода находятся два неспаренных / -электрона. Орбитали их взаимно перпендикулярны, т. е. располагаются относительно друг друга под углом 90°. При образовании молекулы воды орбиталь каждого р-электрона перекрывается орбиталью Is-электрона атома водорода вдоль линии осей координат (рис. 1.8). Химические связи в этом случае должны быть направлены под углом 90°. Экспериментально найдено, что угол между связями в молекуле воды <Н—О—Н = 104,5 . Объяснение отклонения приводится в конце этого параграфа. [c.44]

В образовании молекулы NHg участвуют три неспаренных р-электрона атома азота, электронные орбитали которых также взаимно перпендикулярны, и ls-электроны трех атомов водорода. Связи располагаются вдоль трех осей р-орбиталей (рис. 1.9). Молекула имеет форму правильной пирамиды в углах треугольника находятся атомы водорода, в вершине пирамиды — атом азота. Угол между связями 2Н—N—Н = 107,3°. Ковалентные связи, образуемые многовалентными атомами, всегда имеют пространственную направленность. Углы между связями называют валентными. [c.45]

Рассмотрим воздействие внешнего магнитного поля на атом водорода, электрон в котором движется по круговым орбитам (/=0). В случае, если круговая орбита расположена в любой из плоскостей (х()у хОг гОу), а направление внешнего, магнитного поля совпадает с осью г (рис. 12), дополнительного движения электрона [c.36]

Определите радиус электронной орбиты атома водорода и скорость электрона на ней при п=3. [c.67]

Решая совместно уравнения (17.2) и (17.7), получаем выражение Д.11Я радиуса электронной орбиты в атоме водорода [c.191]

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]

В уравнение (1) в качестве неизвестных входят скорость электрона и радиус орбиты. Если составить еще одно уравнение, в которое войдут о и г, то можно вычислить значения этих важных характеристик электрона в атоме водорода. Такое уравнение получается при учете равенства центробежной и центростремительной сил, действующих в системе ядро атома водорода — электрон, [c.49]

Рассмотрим воздействие внешнего магнитного поля на атом водорода, электрон в котором движется по круговым орбитам (/=0). В случае, если круговая орбита расположена в любой из плоскостей (хОу, хОг гОу), а направление внешнего магнитного поля совпадает с осью 2 (рис. 12), дополнительного движения электрона и смещения орбиты быть не может — вращательного момента между магнитным вектором электрона и вектором внешнего поля нет (или совпадение, или пересечение векторов), т. е. если /=0, то и т=0. [c.37]

Обычно мы говорим об энергии орбиталей, хотя действительное значение имеет энергия электрона, находящегося на этой орбитали. Ранее упоминалось, что в атоме водорода энергия орбитали зависит только Ьт главного квантового числа п. Это означает, чк1 если для Ь- и 2 -орбиталей энергии различны, то для 2 - и всех трех 2/)-орбиталей энергии одинаковы, т. е. четыре орбитали с п = 2 вырождены. [c.249]

В атоме водорода электрон имеет минимальную энергию на первой орбите. Такое состояние электрона называется основным, или не возбужденным. Если этому электрону сообщить достаточную энергию, то он может перейти на другую орбиту с большим радиусом, например на орбиту №2, 3 и т.д., в зависимости от сообщенной энергии. Такое [c.23]

Однако сколько этих орбиталей действительно существует в атоме водорода Все Орбитали, как и стенные шкафы, не перестают суш ествовать даже тогда, когда они не заполнены. Отличие орбитали от шкафа состоит в том, что орбиталь может содержать максимум два электрона. Таким образом, водород имеет одну наполовину заполненную орбиталь (Is) и бесконечное множество свободных. Все орбитали, рассматривавшиеся до сих пор, называют водородоподобными орбиталями , так как их расчеты основаны на взаимодействии одного электрона с одним протоном. Поскольку до сих пор мы не можем рассчитывать орбитальные характеристики для большинства элементов, мы рассматриваем их как водородоподобные орбитали. [c.20]

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]

В отсутствие магнитного или электрического полей энергия водородоподобного атома зависит только от главного квантового числа п. Уравнение (12.76) применимо к Не+, Ы2+, Ве + и другим одноэлектронным атомам. При увеличении 2 орбитали становятся меньше и электроны более сильно связываются с ядром. Ионизация 1 х-орбитали атома водорода составляет 13,6эВ, атома Не+-22-13,6=54,4эВ, атома ЬР+— 32-13,6=122,4 эВ. В общем электронные орбитали в атомах обозначают главным квантовым числом и символом, представляющим значение азимутального квантового числа. Таким образом, говорят об орбиталях 1 5, 2 5, 2 р, 3 5, 3 р, 3 и т. д. [c.385]

Следуя теории Бора для атома водорода, Зоммерфельд предложил такое правило квантования, что при его применении к атому водорода модель Бора не противоречит волновой природе электрона, постулированной де Бройлем. Вывести выражение для уровней энергии атома водорода, используя правило Зоммерфельда, согласно которому разрешенные электронные орбитали представляют собой окружности с длиной, кратной длине волны электрона. [c.405]

Здесь три непарных электрона атома азота, образовали три ковалентные связи с тремя атомами водорода. Электроны орбитали 25непосредственно не участвуют в образовании химических связей, но влияют на их прочность. Электронную пару, не участвующую в образовании химической связи, называют неиоделенной парой электронов (несвязываюи1ей >. Если неподеленная пара участвует в образовании химиче-скоТсвязи, то прочность всех связей образуемых атомом, [c.17]

Энергетическая диаграмма уровней молекулы ВеНз приведена на рис. 38. В соответствии с большей электроотрицательностью водорода его орбитали в схеме расположены ниже бериллия. Четыре валентных электрона невозбужденной молекулы ВеНз (два электрона от атома бериллия и два от двух атомов водорода) располагаются на а - и оГ-орбиталях, что описывается электронной конфигурацией [c.60]

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]

При распространении силовых линий электромагнитного поля от протона до орбит атома водорода электрон на орбите также смещается в среднем на величину 8, с точностью, разрешенной принципом неопределенностей Гейзенберга. В уравнении (3) применительно к атому водорода г - усредненный радиус дозволенной орбиты атома водорода, Т - период обращения электрона по дозволенной орбите, X - среднее время распространения силовых линий электромагнитного поля от протона до дозволенных орбит атома водорода. Подставляя в уравнение (3) значегшя величин 8, г, т, Т атома водорода находим, что на всех дозволенных орбитах отношение [c.11]

Дальнейшие улучшения волновой функции молекулы водорода основывались на простых физических идеях. При сближении двух атомов водорода электроны начинают притягиваться одновременно к двум ядр 1м, вследствие этого их орбитали сжимаются. С жатие орбиталей можно учесть при изменении показателей экспонент [c.105]

Однако нельзя полностью игнорировать ковалентный вклад в энергию водородной связи. По крайней мере в тех соединениях, которые характеризуются высоким значением энергии водородной связи (прежде всего это относится к иону HF ), возможно существование молекулярных орбиталей. Молекулярная орбиталь в ионе НР получается из ls-орбитали водорода и орбитали фтора, направленной вдоль оси частицы. Связывающая орбиталь содержит два электрона и представлена суммой PF+PF + us = t3 B, где р-Е — орбиталь фтора (а — коэффициент) разрыхляющая орбиталь имеет вид Pf+Pf—а 5 = г зраз сумма Pf + Pf, очевидно, соответствует несвязывающей орбитали, так как не содержит орбиталь водорода. Связывающая орбиталь расположена по обе стороны от-центрального атома водорода, так что получаются две связи. [c.134]

Как было показано в гл. 17, скорость движения электрона в атоме водорода на самой близкой к ядру орбите равна 2,185-10 м/с, масса покоящегося электрона 9,109-10 кг. Сделав подстановку этих величин в уравнение (18.5), получаем = 0,332 нм. Радиус первой бо-ровской орбиты Гу в атоме водорода равен 0,0529 нм, а длина этой орбиты 2яг1 = 2-3,14-0,0529 = 0,332 нм. Следовательно, в невозбужденном атоме водорода электронная волна К в точности равна длине электронной орбиты. [c.202]

Следует отметить, что промежуточный гибридный ион изображен с атомом водорода под плоскостью и с атомом брома над плоскостью молекулы. Это показывает, что Вг+ атакует из области над (или под) плоскостью ароматического ядра, в результате чего подвергающийся замещению атом углерода становится тетраэдрическим. Превращение атома углерода, имеющего ароматические связи, лежащие в одной плоскости, в атом с четырьмя направленными к углам тетраэдра алифатическими связями пред1ста1вляет собой (переход от sp - к зр -тибридизован-ным электронным орбитам. Гибридный катион (I—И ) называется ионом арония (см. том I 9.7) комплекс, образующийся при взаимодействии иона арония с анионом, называется а-ко м п л е к с о м, так как и вступающий заместитель и атом водорода связаны с углеродом 0-связью. Цоллингер (1956) подчеркивает, что этот о-комплекс является промежуточным соединением, а не переходным состоянием. [c.133]

Выше бьшо сказано, что энергия электрона в атоме водорода завнсит от главного квантового числа орбитали, которую он занимает н не зависит от его орбитального углового момента. Таким образом, в атоме водорода электрон иа 2л-орбнтали имеет ту же энергию, что и на любой из 2р-орбнталей. Если различные орбитали имеют одинаковую энергию, они называются вырожденными. Вырождение атома водорода представляет собой нечто исключительное и в физике объясняется особой формой его кулоновского потенциала. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология