Орбитали определение

Более совершенную модель металлической связи позволяет создать теория молекулярных орбиталей. Согласно этой модели, весь кристалл металла следует рассматривать как одну гигантскую молекулу. Все атомные орбитали определенного типа взаимодействуют в кристалле, образуя совокупность делокализованных орбиталей, простирающихся по всему кристаллу. Число валентных атомных орбиталей в отдельном кристалле достигает 10 . Чтобы представить себе, как происходит взаимодействие столь большого числа валентных орбиталей, рассмотрим гипотетическую последовательность линейных молекул лития, Ыг, з, в которых основную роль играют валентные 25-орбитали. На рис. 14-24 показано образование молекулярных орбиталей для трех указанных молекул. Отметим, что вследствие делокализации молекулярных орбиталей ни одному из электронов не приходится располагаться на разрыхляющей орбитали. По мере удлинения цепочки атомов в молекуле расстояние между орбитальными энергетическими уровнями все более сокращается. В предельном случае для кристалла, состоящего из 10 атомов, комбинация атомных орбита-лей приводит к возникновению широкой полосы, или, как говорят, зоны, тесно расположенных энергетических уровней. [c.625]

Согласно большинству физических и химических методов, четыре связи в молекуле метана эквивалентны (например, ни ЯМР-, ни ИК-спектр метана не содержит пиков, которые можно было бы отнести к разного вида связям С—Н), однако имеется такой физический метод, который позволяет дифференцировать восемь валентных электронов в молекуле метана. Это метод фотоэлектронной спектроскопии [10]. Суть его состоит в том, что молекулу или свободный атом облучают в вакууме ультрафиолетовым светом, вызывая выброс электрона, энергию которого измеряют. Разность между этой энергией и энергией использованного излучения есть потенциал ионизации вырванного из молекулы электрона. Молекула, содержащая несколько электронов различной энергии, может терять любой электрон, энергия которого ниже, чем энергия использованного излучения (каждая молекула теряет только один электрон, потеря двух электронов одной молекулой практически никогда не имеет места). Фотоэлектронный спектр состоит из серий полос, каждая из которых соответствует орбитали определенной энергии. Таким образом, спектр дает прямую экспериментальную картину всех орбиталей в зависимости от их энергии, при условии что энергия используемого излучения достаточно высока [11]. Широкие полосы в спектре обычно соответствуют сильно связанным электронам, а узкие полосы — слабо связанным или несвязанным электронам. Типичным примером является спектр молекулярного азота, показанный на рис. 1.8 [12]. Электронная структура молекулы N2 показана на рис. 1.9. Две -орбитали атомов азота комбинируются, давая две орбитали — связываю- [c.24]

Как видно из рисунка 9, электрон любой орбитали определенное время находится в непосредственной близости от ядра. При этом вероятность нахождения вблизи ядра при данном значении п для л-электрона наибольшая, меньше для р-электрона, еще меньше для d-электрона и т. д. Электронная плотность по орбитали распределяется неравномерно. Для, 5-электронов число максимумов на кривой вероятности численно равно значению п, для р-электронов — на единицу меньше, а для -электронов - на две единицы меньше значения п. [c.22]

В характере изменения свойств х- и р-элементов в подгруппах отчетливо наблюдается вторичная периодичность (рис. 16). Для ее объяснения привлекается представление о проникновении электронов к ядру. Как показано на рисунке 9, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов. Как видно из рисунка 17, внешний З.ч-электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра в области внутренних К- и -электронных слоев. [c.37]

Таким образом, квантовая механика уточняет представления квантовой модели атома водорода, предложенной Н. Бором, в которой постулировалось, что электрон вращается вокруг ядра по круговым орбитам определенных размеров. По квантовой теории электрон не должен находиться на орбите определенного радиуса, а может быть удален от ядра на различные расстояния, хотя и с неодинаковой вероятностью. Возникло представление об электронном облаке. В состоянии Ь совокупность наиболее вероятных местонахождений электрона представляет собой поверхность сферы с радиусом г , который совпадает с радиусом первой орбиты в модели Бора Оо. Электронное облако имеет наибольшую [c.20]

Таким образом, в образовании каждой связи участвует каждая из молекулярных орбит, при этом предполагается, что вклад орбиты определенного адденда в его связь с центральным ионом наибольшая. Движение каждого электрона в молекуле описывается волновой функцией г)), которую называют молекулярной орбитой, так как г )2 характеризует в этом случае вероятность нахождения электрона в молекуле, т. е. вблизи любого из [c.258]

При образовании ковалентной связи электроны, обобществляемые двумя атомами, занимают так называемую связывающую орбиталь. Квантовая теория налагает на свойства связывающей орбитали определенные ограничения, как и в случае атомной орбитали. Во-первых, согласно принципу запрета Паули (с которым мы уже познакомились в разд. 5.4), два связывающих электрона, находящиеся на одной орбитали, должны обладать противоположными спинами. Во-вторых, на связывающей орбитали не может находиться более двух электронов. [c.113]

Перенос электронов с орбиты определенного лиганда на орбиты центрального атома. Такого типа полосы наблюдаются, например, в спектрах соединений типа [Со(КНз)5 где X — галоген. Чем легче окисляется галогенид, тем легче с него снимается электрон, тем сильнее полоса смещена в длинноволновую область. В принципе возможен переход электронов с любой орбиты лиганда (о- или я-) па любую вакантную орбиту металла ( ж2—у2- или 22-). Наиболее вероятен, по-видимому, переход типа Пх 22 Со. [c.24]

В 1913 г. МОЛОДОЙ датский физик Нильс Бор предположил, что данные спектральных измерений нельзя объяснить в рамках уже существовавших в то время теорий. Он порвал с традиционными представлениями и выдвинул смелую гипотезу, что электрон может бесконечно долго вращаться вокруг протона по орбитам определенного радиуса. По законам классической физики это невозможно, так как, согласно им, при вращении электрон должен, непрерывно испуская энергию, по спирали приближаться к протону и в конечном итоге должен упасть на ядро. [c.42]

До сих пор нам удавалось объяснить известные экспериментальные данные, не связывая нх с какой-либо конкретной моделью строения атома, и мы лишь придерживались предположения о сушествовании атомных орбиталей, которые имеют строго определенные и фиксированные энергии и располагаются каким-то образом вокруг маленького, положительно заряженного ядра, находящегося в центре атома. Но что можно сказать об истинном распределении отрицательного заряда в атоме Существуют ли в действительности в атоме электроны — частицы с отрицательным зарядом, или в атоме имеются лишь диффузные облака, содержащие отрицательные заряды, кратные заряду электрона Имеют ли орбитали определенную форму и пространственное распределение, или они расплывчаты, непрерывно видоизменяются и перестраиваются А может быть, дело обстоит совсем иначе и внутреннее строение атома вообще невозможно описать [c.117]

Являются ли гибридные орбитали, определенные уравнениями (4.109) и (4.110), взаимно ортогональными При каких условиях sp -гибридные орбитали действительно являются комбинациями- + j р [c.198]

В первоначальной теории атома Бора легче было говорить о размерах атома, так как основное представление сводилось к орбитам определенного радиуса. В настоящее время при переходе к размытым, электронным облакам неопределенным стало исходное положение о радиусе, взаимном касании жестких атомных сфер и т. п. [c.64]

Магнитное поле кало. Осуществляется квазиклассическая ситуация электрон движется по классическим орбитам, определенным законом дисперсии в отсутствие магнитного поля квантование выделяет определенные сечения на изоэнергетических поверхностях (см. формулы (7.2) и (7.3)). [c.93]

Разброс по энергиям связан с коэффициентом расширения орбиты, определенным в (4.83), как [c.210]

Рис. 9 отражает зависимость АжгМг от г. Как видно, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. При этом вероятность нахождения вблизи ядра при данном значении главного квантового числа для -электрона наибольшая, меньше — для р-электрона, еще меньше — для -электрона и т.д. Электронная плотность по орбиталям распределяется неравномерно. Нулевые положения на кривой называются узлами. Они отвечают изменению знака волновой функции (см. рис. 5). [c.26]

В характере изменения свойств и р-элементов в подгруппах от>-четливо наблюдается вторичная периодичность (см. рис. 16, 132). Для ее объяснения привлекается представление о проникн о а епии электронов к ядру. Как было показано на рис. 9, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов (рйс. 141). Так, внешний 3 Электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра. Концентрация электронной плотности (степень проникновения электронов) при одном и тОм же главном квантовом числе наибольшая для 5-злектрона, меньше — длй р-электрона, еще меньше для -электрона и т.д. Например, при п = 3 степень проникновения убывает в последовательности 3 > Зр > 3(1. [c.291]

Размер электронных облаков характеризуется в основном главным квантовым числом форма — орбитальным, а ориентация в пространстве — магнитным Некоторые электронные облака изображающие орбитали атома водорода приведены на рис 1 3 Таким образом, квантовая механика уточняет представления квантовой модели атома водорода предложенной Н Бором, в которой постулировалось что электрон вращается вокруг ядра по круговым орбитам определенных размеров По квантовой теории электрон не должен находиться на орбите определенного радиуса а может быть удален от ядра на различные расстояния хотя и с неодинаковой вероятностью Возникло представление об электронном облаке В состоянии 15 совокупность наиболее веро ятных местонахождений электрона представляет собой поверх ность сферы с радиусом г , который совпадает с радиусом первой орбиты в модели Бора До Электронное облако имеет наибольшую [c.20]

Каталитическими центрами, как указывалось ранее, в алюмосиликатных катализаторах и цеолитах могут выступать [А104р -, [АЮз] --, [А10б] - или [А10 ]Нр-полиэдры, имеющие вакантные или малозаселенные Згг-орбитали определенной симметрии, способные к заполнению электронами с молекулярных орбиталей возбужденных молекул бензола, пропилена и продуктов их взаимодействия (в некоторых случаях молекулами, находящимися в основном энергетическом состоянии), [c.69]

Таким образом, мы получили следующее распределение симметризованных орбиталей по неприводимым представлениям 4ХЛе, 4ХВзи, 2X 1 , 2X 2 , 1 X В. , 1X 2 , причем число симметризованных орбиталей, относящихся к одному неприводимому представлению, указывает также порядок соответствующего секулярного детерминанта, рещением которого можно найти молекулярные орбитали определенной симметрии. Например, молекулярные орбитали симметрии Ад можно искать в виде [c.144]

Совершенно аналогичные положения справедливы для неорганических молекул. Если молекула обладает несколькими вырожденными или почти вырожденными ВЗМО, причем электронов недостаточно, чтобы каждую заполнить двумя, то даже при четном числе электронов основное состояние может быть не синглетным, а триплетным или квинтетным (в соответствии с правилом Гунда). Например, двум вырожденным орбиталям, содержащим два электрона, соответствует триплет (рис. 3.2). Таким образом заполнены МО у некоторых простых молекул, например в молекуле кислорода, а также у нитренов и метилена. В ряду соединений элементов побочных подгрупп, например комплексов металлов, в образовании связей участвуют -орбитали. Определенное число -электро-нов находится на несвязывающих или низкоэнергетических разрыхляющих МО, которые частично орбитально вырождены или мало различаются по энергии. Согласно правилу Гунда такие орбитали могут заполняться электронами по одному, причем суммарный спин иона не обязательно должен быть минимальным. В соответствии с числом неспаренных -электронов центрального иона и электронодонорной способностью лигандов вклады в суммарный спин комплексной молекулы могут различаться, причем наблюдается большее разнообразие состояний по спиновой мультиплетности, чем у простых молекул. Поэтому при рассмотрении энергетических уровней комплексных соединений нельзя ограничиться единственной ВЗМО. [c.66]