Энергия атома

Нормальное и возбужденное состояние атомов. Размещение по энергетическим уровням и подуровням электронов, выражаемое приведенными выше (и в табл. 1.1 Приложения) формулами, соответствуют минимальным значениям энергии атомов и, следовательно, нормальному состоянию атомов. Перевод электронов с низких энергетических уровней на более высокие возможен только посредством воздействия извне более или менее значительной энергии. Однако при затрате сравнительно незначительной энергии возможен перевод электронов в пределах одного и того же уровня с одного подуровня на другой, энергетически более высокий. Так, например, атом бериллия, нормальному состоянию которого соответствует электронная формула 1 5 25 , может быть при воздействии незначительной энергии переведен в состояние, выражаемое формулой l.s 2s 2p , а атом углерода из нормального состояния, выражаемого формулой 15 25 2р , в состояние 15 2з 2р . Такое состояние атома, в котором при незаполненном низшем подуровне имеются электроны на более высоком подуровне, называется возбужденным. Возбуждение атома может осуществляться также переводом электрона с более высокого уровня на энергетически более высокий подуровень более низкого уровня. Так, например, при возбуждении атома скандия он переходит из состояния, выражаемого электронной формулой ls 2s 2p 3s 3p 3d 4s , в состояние, выражаемое фор-м у л ой ls 2s 2p Зs Зp ЗdЦsK [c.32]

М Атомные спектры. Экспериментально квантование энергии атомов обнаруживается в их спектрах поглощения и испускания. Атомные спектры имеют линейчатый характер (рис. 6). Возникно- [c.15]

Внутренняя энергия системы. Закон сохранения энергии. Любая система состоит из материальных частиц (атомов, молекул, ионов), находящихся в непрерывном движении. Движение и материя взаимосвязаны. Нет материи без движения и движения без материи. Количественной характеристикой движения является их энергия. В соответствии с формой движения частиц в системе различают поступательную и вращательную энергию молекул, колебательную энергию атомов и групп атомов в молекуле, энергию движения электронов (энергия оптических уровней), внутриядерную и другие виды энергии. Совокупность всех видов энергии частиц в системе называется внутренней энергией системы. Внутренняя энергия является частью полной энергии системы. В величину полной энергии входят внутренняя, кинетическая и потенциальная энергии системы в целом. Внутренняя энергия системы зависит от природы вещества, его массы и от параметров состояния системы. С увеличением массы системы пропорционально ей возрастает и внутренняя энергия, так как она является экстенсивным свойством системы. [c.185]

Реакция Вг2 2Вг обеспечивает равновесную концентрацию атомов Вг в системе. За исключением небольшого периода индукции, константа диссоциации не зависит от механизма прямой и обратной реакции и других конкурирующих процессов и определяется общими термодинамическими условиями. Энергия атома брома, принимающего участие в ценной реакции, может быть меньше половины величины энергии связи в молекуле Вг2. Эта особенность присуща всем цепным реакциям. [c.292]

Волновая функция, являющаяся решением уравнения Шредингера, называется орбиталью. Соотношение волновых функций г() и 1 ) а также 4л для электрона с наименьшей энергие в атоме водорода но-Рис. 4. Волновые функции и плот- казано на рис. 4. Понятно, что иость вероятности для электрона ДЛЯ электрона С другой энерги-атома водорода с наименьшей энер- ей ВИД кривых буДеТ ИНЫМ, гией [c.14]

Размещение электронов по АО в пределах одного энергетического подуровня определяется правилом Хунда, согласно которому минимальной энергии атома соответствует такое распределение электронов по АО данного подуровня, при котором абсолютное значение суммарного спина атома максимально при любом другом размещении электронов атом будет находиться в возбужденном состоянии, т, е. будет характеризоваться более высокой энергией. [c.41]

Потому что 1) в случаях... нарушено правило Хунда 2) в случаях... нарушен принцип Паули 3) в случаях... энергия атома не минимальна. [c.47]

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]

ОН дает зависимость энергии от напряженности поля, представленную на рис. 9.1. О втором члене гамильтониана мы уже говорили при обсуждении ЯМР он описывает взаимодействие ядерного момента атома водорода с магнитным полем. Второй член меньше первого и имеет противоположный знак (состояние с Ш/ = + Vj является низшим). Совместное влияние первых двух членов уравнения (9.4) на энергии спиновых состояний атома водорода в магнитном поле показывает рис. 9.2,В. В приведенном примере напряженность магнитного поля фиксирована и штриховые линии показывают изменения энергии, вызываемые введением нового члена в гамильтониан. Для того чтобы определить энергию атома водорода в магнитном поле, мы используем для этого гамильтониана [уравнение (9.4)] базис из четырех возможных электронных и ядерных спиновых функций ф = Ф2 = [c.10]

Зависимость (212.2) может быть представлена графически в трехмерном пространстве или в виде изоэнергетических линий в двухмерной системе координат п и гг. Расчет энергии такой системы, состоящей из 3 ядер и 3 электронов, был сделан методом МО ССП с расширенным базисом. На рис. 188 приведены результаты одного из таких расчетов. Изоэнергетические линии системы вычерчены при изменении п и гг. Диаграмма подобна топографической карте. Рассмотрим, как будет изменяться внутренняя энергия при столкновении молекулы АВ с атомом С. Внутренняя энергия исходного состояния молекулы АВ (На) принята равной —440 кДж/моль, энергия атома С (атома Н) — равной нулю. Пусть кинетическая энергия поступательного движения молекулы АВ и атома С по линии, соединяющей центры атомов, будет равна (,. Примем за исходное состояние системы состояние, обозначенное на рис. 188 точкой 1. В этом состоянии атом С находится на расстоянии г% =2 10 м. Энергия межмолекулярного взаимодействия между АВ и С невелика, поэтому внутреннюю энергию системы можно принять равной энергии исходного состояния. При приближении атома С к молекуле АВ преодолеваются силы отталкивания между одноименно заряженными ядрами атомов В и С. Внутренняя энергия системы при этом возрастает. Точка, характеризующая состояние системы, будет двигаться по линии минимальных энергетических градиентов, изображенной на рис. 188 пунктиром. В интервале между точками 2 ж 4 система находится на перевале, разъединяющем исходное и конечное состояния. На вершине энергетического барьера, в точке <3, при г = гг, атомы А и С энергетически тождественны. Система находится в переходном состоянии (см. 210). Однако в состоянии атомов А и С есть существенное различие. Атом С продолжает движение по направлению к атому В за счет кинетической энергии поступательного движения, а атом А совершает колебательное движение относительно атома В. На вершине потенциального барьера возникает взаимодействие в форме притяжения между атомом С и молекулой АВ, обусловленное обменным взаимодействием энергетических уровней молекулы АВ и атома С. В точке 4 система находится в состоянии мо-кулы ВС и атома А. На пути от точки 4 к точке 5 энергия отталкивания переходит в энергию поступательного движения молекулы ВС и атома А. Внутренняя энергия системы уменьшается до энергии конечного состояния (молекулы ВС и атома А), равной —440 кДж/моль. [c.570]

Важнейшим понятием данной главы является процесс заселения атомных орбиталей электронами и его связь с формой периодической таблицы. Следует обратить внимание учащихся на то, что последовательность орбитальных энергий атома можно определить из самой таблицы и ее не нужно заучивать. Нужно указать на отдельные исключения из идеальной последовательности заселения орбиталей, но не стоит останавливаться на этом подробно. Пример 1 (см. т. 1, с. 397) указывает, что конфигурация, предсказываемая принципом заполнения, в подобных случаях оказывается нижним возбужденным состоянием. [c.574]

В этом случае обмен вращательной энергией невозможен. Как и в предыдущем случае (см. рис. VII.9), мгновенный обмен происходит между С и В, и изменение энергии атома С определяется уравнением (VII.11A.3) [c.151]

Вторая часть теории Бора основывалась на постулате, что поглощение и испускание энергии атомом происходят при переходах электрона из одного квантового состояния в другое. Энергия, испускаемая, когда электрон переходит из состояния 2 в более низкое квантовое состояние равна разности между энергиями этих двух состояний [c.348]

При образовании кратных связей состояние углеродного атома существенно изменяется и изменяется различно в случае двойных н тройных связей. Известно, что кратные связи образуются с выделением большего количества энергии. Атомы углерода, связанные кратной связью, располагаются на более близком расстоянии в образовании этих связей принимают участие электроны, легче [c.66]

На самом деле, порядок заполнения орбиталей обусловлен не отношением их энергий, а требованием минимума полной энергии атома, которая, как отмечалось выше, отлична от суммы одноэлектронных энергий. Более того, сами энергии орбиталей зависят от выбора конфигураций, т. е. от порядка их заполнения. [c.103]

В этом разделе вы узнаете, как ученые впервые высвободили ядерную энергию атома и как они превратили ее в электрическую энергию для обогрева домов. [c.337]

Причинами межкристаллитного растворения твердых металлов в жидком могут быть 1) более высокий уровень потенциальной энергии атомов,находящихся в межкристаллитных зонах, по [c.144]

ПО которому можно построить потенциальную кривую основного состояния (рис. 21). Это кривая с минимумом, т. е. кривая устойчивого состояния (см. 13). При Яоо система распадается на атом водорода и протон, а энергия 65 стремится к —1/2 ат. ед., т. е. к энергии атома водорода. При О энергия неограниченно возрастает. Абсцисса минимума потенциальной кривой указывает равновесное расстояние Я = Гд = 2,157 ат. ед. (1,32 А). При Я = получаем строго определенную энергию электронного уровня основного состояния Ез. Разность энергии при бесконечно удаленных ядрах и в минимуме кривой определяет энергию химической связи [c.68]

Этот постулат предполагает, что в формуле орбитального приближения (19.2) для полной электронной энергии молекулы последние два члена (поправка на усредненную энергию отталкивания электронов и энергия отталкивания ядер) компенсируются. В этом же приближении электронная энергия атомов равна сумме орбитальных энергий в атомах или 2па. Отсюда энергия диссоциации молекулы или сумма энергий связей равна [c.111]

Гамильтониан атома водоро>1а можно выразить через операторы и тогда его собственные значения, т. е. возможные значения энергии атома, равны < [c.83]

Энергия, уравнение (6.4) дает набор разрешенных стационарных состояний (энергетических уровней) водородоподобного атома. Энергию уровня определяет квантовое число п, называемое главным. При п = 1 энергия атома минимальна (наиболее устойчивое, основное состояние). [c.26]

Схемы энергетических уровней действительны лить для атомной оболочки основного состояния атома, т.е. для атома, не получавшего извне добавочной энергии. При получении дополнительной энергии атомы переходят в возбужденное состояние,. [c.30]

Электрон может вращаться не по любым орбитам, а только по орбитам с определенными радиусами, отвечающими возможным значениям энергии атома. [c.28]

При вращении по таким орбитам электрон не излучает энергии и атом находится в стационарном (т е. неизменяющемся во времени) состоянии. Излучение или поглощение энергии атомом происходит только при переходе электрона с одной орбиты на другую. [c.28]

Указанные допущения о связи положения линий в спектре с изменением энергии атомов оказались справедливыми не только для водородного атома, но и для атомов всех других элементов и для любых молекул. Они используются в настоящее время очень широко, так как именно процессы поглощения и испускания света дают возможность судить о состоянии атомов и молекул в исследуемом пеществе и о процессах, которые в них происходят. [c.29]

Тогда общая энергия атома в п-м стационарном состоянии равна [c.30]

Изменение энергии атома при переходе электрона с какой-нибудь орбиты, отвечающей п = Ь, на орбиту, отвечающую п = а, будет определяться равенством [c.30]

Заметное влияние на энергию терма оказывает спин-орбитальное взаимодействие. Как орбитальный, так и спиновый механические моменты С и S обусловливают наличие у атома соответствующих магнитных моментов и тем самым наличие суммарного магнитного момента атома. Движение электрона в атоме аналогично круговому электрическому току, который порождает магнитный момент. Орбитальным магнитным моментом обладают все атомы с Ь Ф О, а спиновым — с 8 Ф 0. Магнитные моменты, орбитальный и спиновый, взаимодействуют (спин - орбитальное взаимодействие), благодаря чему энергия атома отличается от той, которая была бы в отсутствие взаимодействия, соответствующие термы атома расщепляются на компоненты, различающиеся по энергии. Это расщепление можно описать, используя векторную схему. Вектор 5 ориентируется в поле вектора i по правилам квантования 25 + 1 способом. Векторы i и 5 образуют полный момент количества движения атома У = /, -Ь [c.40]

Атом — устойчивая динамическая система из положительно заряженного ядра и определенного числа электронов. У атома как устойчивой системы энергия ниже, чем суммарная энергия невзаимодействующих ядра и электронов, принимаемая обычно за начало отсчета. Энергия атома при таком отсчете оказывается отрицательной. [c.24]

Отметим, что иравило Хунда не запрещает другого распределения электронов в пределах подуровня. Оно лишь утверждает, что максимальное значение суммарного спина атома соответствует устойчивому, т. е. невозбужденному состоянию, в котором йтом обладает наименьшей возможной энергией при любом другом рас-ироделеиин электронов энергия атома будет иметь больик с значение, так что он будет находиться в возбужденном, неусюйчилом состоянии. [c.91]

Рис. 9.2. Влияние различных членов гамильто ниана на энергию атома водорода в магнитном

Исходя из этих соображений, а также учитывая, что колебания атомов в узлах кристаллической решетки имеют три степени свободы, Эйнштейн вывел следующую формулу для средней энергии атома в кристалле (е) [c.200]

Ниже процесс крекинга рассматриваем, исходя из представлений о молекулярной структуре органических соединений, входящих в состав коксуемых нефтепродуктов, и о состоянии связей. С повышением температуры возрастает амплитуда колеба-. ний и колебательная энергия атомов и групп в молекуле. Моле-кула делается более реакционноспособной. Если для какой-либо в молекуле колебательная энергия превысит энергию этой связи, такая связь может разорваться. В табл. 11 приводят-сЯ"Ш лн Шны энергии связей между атомами некоторых органических веществ, вычисленные по теплотам сгорания и выраженные в ккал1моль [146, 212], а также найденные по молекулярной скорости звука и выраженные в динах [149]. [c.37]

Степени вырождения (вес) р электронных уровней энергии, в частности степень вырождения ро основного уровня, легко находятся на основании символа уровня (см. 11, 23). Так, для электронного уровня энергии атома, обозначенного символом LJ, где М = 25 -Ь 1 — мультиплетность J — квантовое число общего момента импульса, вес р равен 2У + 1. Для двухатомной молекулы или линейной многоатомной молекулы вес р рассчитывается по мультиплетности М = = 25 4- 1, причем для 2 состояний р равен М, а для /7, А и других состояний он равен 2М. Вес р электронных уровней многоатомных нелинейных молекул согласно теореме Яна —Теллера определяется только мультиплетностью. Ниже приведены значения р для молекул двухатомные и линейные многоатомные молекулы [c.316]

Вы уже видели, как энергия атома урана может использоваться для производства электроэнергии. В большинстве других ядерных технологий ионизирующее излучение, исгускаемое при распаде некоторых специфических изотопов, используется либо для образования меченых атомов (меток), необходимых в некоторых аналитических методиках, либо в качестве источника энергии для облучения. Исследования с использованиемч радиоактивных меток важны в медицине, промышленН0С1И, фундаментальных научных исследованиях. [c.349]

В ряде случаев для объяснения некоторых особенностей радиационнохимических реакций прибегали к предположению о существенной роли в этих реакциях го])ячих , т. е. обладающих существенной надтепловой кинетической энергией, атомов, играющих, однако, небольшую роль в в радиационно-химических реакциях, что обусловлено 1) упоминавшимся выше нреимущестаеиным характером распада возбужденных многоатомных молекул и иопов, связанным с предшествующим диссоциации распределением энергии по колебательным степеням свободы 2) вытекающей из закона сохранения количества движения обратной пропорциональностью кинетической энергии н])одукта диссоциации его массе (поэтому дискутируют главным образом о горячих атомах водорода) 3) большой скоростью процесса поступательной релаксации (см. 24). [c.195]

При этом подразумевается, что электрон отрывается с высшей занятой атомной орбитали (ВЗАО), удаляясь на бесконечное расстояние, и что атом А и образовавшийся ион А находятся в своих основных состояниях. Такой ПИ называют также первым потенциалом ионизации ПИ . Потенциалы ионизации высших порядков ПИ , ПИд и т. д. отвечают дальнейшему последовательному отрыву электронов от образовавшегося иона А . Там, где специально не оговорен порядок, под ПИ понимают первый потенциал ионизации. Для атома с п электронами ПИ > ПИ >. .. ПИ2> ПИ . Сумма всех последовательных ПИ составляет полную электронную энергию атома [c.38]

Из.тучеиь с происходит при скачкообразном переходе элек-т) она с 0Д110и стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состояниях. [c.66]

Последовательная теория превращения электронной энергии атома в поступательную должна основываться на исследовании неадиабатических переходов между потенциальными кривыми квазимолекулы, образующейся из сталкивающихся атомов. Как отмечалось ранее (см. 9), эти переходы особенно эффективны в областях сближения или пересечения кривых. Поэтому выяснение возможности такой структуры электронных термов составляет одну иа основных задач теории. Наиболее подробно в этом отношении исследованы процессы столкновения возбужденных атомов щелочных металлов М [c.103]

Состояние Л/-электронного атома в приближении /,5-связи можно характеризовать четырьмя квантовыми числами Ь, 8, М , М , определяющими квадраты суммарн 1х орбитальных и спиновых моментов и их проекций. Но энергия атома в этом приближении не зависит рт ориентации в пространстве и взаимной ориентации векторов и 5, а следовательно, не зависит и от квантовых чисел М[ а лишь от распределения элек- [c.92]

Другим процессом превращения энергии электронного возбуждения в кинети-чбскую энергию атомов является тушение электронно-возбужденных атомов, при котором сравнительно большая энергия (порядка эв) переходит в поступательную [c.103]