Энергетические водородоподобного атома

Собственно говоря, найденная последовательность энергетических уровней является результатом расчетов, основанных на нерелятивистском подходе к водородоподобному атому в отсутствие внешнего электрического или магнитного поля. Используя релятивистскую форму волнового уравнения, можно снять орбитальное вырождение, что приведет к экспериментально наблюдаемой тонкой структуре. К сожалению, из-за крайней сложности математического аппарата релятивистское решение трудно применять практически. Для более сложных атомов, как мы увидим, орбитальное вырождение можно снять, учитывая эффект электрон-электронного отталкивания. [c.63]

Выше мы пе рассматривали уровни электронного возбуждения. Среди электронных систем, квантовомеханическая структура которых исследована теоретически (по крайней мере в хорошем приближении), следует назвать атом водорода и водородоподобные атомы (например, натрий). Точные экспериментальные значения энергетических уровней электронов определены для очень большого числа атомов и молекул. Почти у всех молекул разность энергий соседних энергетических уровней электронов столь велика, что при не слишком высоких температурах (Т 2000° К) последовательные члены в сумме (9), соответствующие уровням электронного возбуждения, убывают так быстро, что в сумме следует сохранить лишь первый член (или, быть может, первые несколько членов). Поэтому статистическую сумму, подсчитанную с помощью описанной процедуры разделения, надо умножить на электронный множитель [c.445]

В 1946 г. Я. К. Сыркин и М. Е. Дяткина отмечали, что имеюш,ийся опытный материал и новые идеи в области строения молекул могут плодотворно применяться в самых различных областях физической, неорганической и органической химии [12, стр. 8]. Однако эти же авторы отметили чрезвычайную трудность квантовомеханического расчета потенциальной энергии многоэлектронного атома . Преодоление этой трудности за счет элиминирования энергии межэлектронного взаимодействия в атомах, по мнению авторов, позволяет ...рассматривать любой атом как водородоподобный . Но при рассмотрении многоэлектронных атомов-авторы считают, что, конечно, таким путем нельзя прийти к правильным значениям для энергетических уровней [12, стр. 31]. [c.13]

В нейтральном атоме имеется также Z отрицательно заряженных электронов, расположенных вокруг ядра на различных орбиталях. Орбитали представляют собой определенные обла- сти пространства, характеризующиеся главным квантовым числом п, типом симметрии (5, р, й, и направлением в прост- ранстве (х, у, г). На каждой орбитали может находиться О, 1 или 2, но не более, электронов. Все орбитали с заданным глав- ным квантовым числом в случае водородоподобных атомов и в отсутствие несимметричных внешних полей имеют одинаковую энергию. Если поле утрачивает простую сферическую симметрию, характерную для водородоподобного атома, происходит расщепление энергетических уровней орбиталей. Величина расщепления и энергия расщепленных уровней зависят от напряженности поля, действующего на атом. [c.152]

Экситон Ванье-Мотта напоминает позитроний — водородоподобный атом, состоящий из электрона и позитрона. Правда, в позитронии эффективная масса, входящая в выражение для значений энергетических уровней, равна Ше/2, так как электрон и позитрон имеют одинаковые массы. [c.307]

Один из привлекательных аспектов вычислительной химии заключается в том, что с вычислениями можно проделывать даже то, что совершенно немыслимо при экспериментальных исследованиях. Например, можно провести вычисления в борн-оппенгеймеровском приближении для иона Н и найти его электронную энергию как функцию межъядерного расстояния Rab, причем эти расчеты можно выполнить и при нулевом межъядерном расстоянии. Такого, разумеется, никогда нельзя проделать экспериментально невозможно провести подобный расчет и с полным гамильтонианом, поскольку при сильном сближении ядер энергия принимает положительные значения и устремляется к бесконечности. Если бы два ядра, каждое с единичным положительным зарядом, слились воедино, то в результате образовался бы точечный заряд величиной в две единицы. Другими словами, с вычислительной точки зрения при этом образовалось бы ядро гелия. Задача о системе с ядром гелия и единственным электроном, Не+, представляет собой задачу о водородоподобном атоме, точное решение которой известно. Если же ядра молекулярного иона водорода удаляются на бесконечно большое расстояние, то мы получаем атом водорода и ион водорода. В этом случае электронные энергетические уровни системы должны совпадать с уровнями атома водорода. Проводя вычисления на всех промежуточных расстояниях, можно получить набор кривм для энергетических уровней, показанный на рис. 9.2. Два описанных выше предельных случая называются пределом объединенного атома и пределом изолированных атомов. По бокам рисунка указаны значения квантовых чисел для предельных энергетических уровней. [c.196]

Уравнения (IV, 10 и IV, 11) описывают спектр лишь приближенно для водородоподобных ионов и некоторых атомов. На самом деле движение электрона вокруг ядра происходит не по кругу, как это мы принимали в расчет, а по более сложным орбитам. Для характеристики электронных орбит необходимо уже не одно квантовое число (п), а совокупность четырех квантовых чисел. Большое число возможнь1х энергетических состояний значительно усложняет спектры излучения атомов, которые характеризуются большим числом спектральных линий и на первый взгляд спектральные линии кажутся хаотически расположенными. На самом деле каждая спектральная линия в спектре излучения является результатом вполне закономерного изменения энергии движения электрона. Так как эйергия движения каждого электрона вполне определенная и соответствует только данному атому, то набор спектральных линий в спектре излучения характеризует качественно излучающие атомы. По спект- [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология