Электронное облако квантово-механические представления

Квантово-механическая природа валентности. Химич. свойства элементов и их В. зависят гл. обр. от строения внешних электронных оболочек атомов. Известно, что состояние электрона в атоме определяется четырьмя квантовыми числами п, I, и т . Главное квантовое число п характеризует энергию электрона или удаленность электрона от ядра квантовые числа I и nil характеризуют пространственную конфигурацию орбиты, по к-рой движется электрон, или форму электронного облака. В зависимости от значений / и /i различают след, состояния электронов s l = 0 nil = u) р 1 == 1 = —1, О, +1), d l - 2 m, = —2, —1, О, +, +2) и f l = 3 m, = = —3, —2, —1, U, -f-1, +2, +3) Наглядная схема формы орбит или формы облаков электронов, находящихся в S-, р-, d- и /-состояниях, представлена на рис. 1. Вид функции (или форма электронного облака) для того или иного состояния устанавливается путем решения волнового ур-ния Ц1редипгера для водородоподобпого атома (см. Атом). Представление [c.256]

Ранее было показано, что волновая -функция может быть изображена в виде электронного облака с определенной пространственной направленностью. Согласно квантово-механическим представлениям ковалентная химическая связь в молекуле осуществляется за счет притяжения атомных ядер, возникающего при взаимодействии двух электронов с антипараллельными спинами. Притяжение между атомами тем сильнее, чем больше перекрывание электронных облаков, поэтому ковалентная связь образуется в направлении наибольшего их перекрывания. Направление такой связи опреде- [c.28]

Неполярную ковалентную молекулу можно определить так же, как такую, у которой электронное облако, скрепляющее оба атома, распределено между ними в одинаковой мере. Тогда полярная молекула — это такая, у которой общее электронное облако сдвинуто в сторону более электроотрицательного атома. Понятие об электронном облаке вытекает из квантово-механических представлений о строении материи, согласно которым электроны вращаются не по строго определенным орбитам условно принимаемые орбиты — это положения электронов, в которых при своем вращении они бывают наиболее часто. Наряду с этим электроны могут занимать положения, хотя и с меньшей вероятностью, более близкие и более отдаленные от ядра. Электрон поэтому представляется как бы расплывшимся в сплошное облако с неодинаковой плотностью, что станет более понятным, если учесть, что вращение электронов происходит с колоссальной скоростью (время одного оборота 10 сек). Плотность облака зависит от вероятности нахождения электрона в том или ином месте пространства. [c.26]

Так, по квантово-механическим представлениям, электрон одновременно обладает свойствами частицы и свойствами волны. Вместо материальной точки рассматривается электронное облако, характер которого определяют четыре квантовых числа. [c.25]

Распространяя приведенные рассуждения на другае системы, можно показать, что химическая связь образуется в тех случаях, когда взаимодействуют два атома, имеющие неспаренные электроны. Тогда становится возможным перекрывание электронных облаков (точнее, волновых функций) неспаренных электронов, в результате чего между атомами создается зона повышенной электронной плотности, обусловливающая химическую связь. Очевидно, если в атоме имеется п неспаренных электронов, то этот атом может образовать химические связи с п другими атомами, содержащими по одному неспаренному электрону. Поэтому, согласно представлениям Гейтлера и Лондона, валентность элемента равна числу неспаренных электронов, которые имеются в его атоме. Таким образом, квантово-механические расчеты Гейтлера и Лондона дали теоретическое обоснование предположению о том, что химическая связь обусловлена парой электронов. [c.88]

Новые представления о строении электронных оболочек атома. Квантовая механика существенно изменила представления о строении атома. Если по Бору атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по круговой орбите с радиусом 0,529 А вращается электрон в виде точечного заряда, то с позиций квантовой механики картина строения атома углерода иная электрон двигается не по определенной орбите, а может находиться в любом месте вокруг ядра атома. Однако вероятность его нахождения в различных местах атома не одинакова. Картина распределения величины вероятности нахождения электрона в пространстве вокруг ядра обычно обозначается как электронное облако. Если бы можно было сфотографировать с выдержкой быстро движущийся электрон, то самые различные положения его были бы зафиксированы на снимке, который представлял бы собой изображение облака, подобного представленному на рис. 31,i>, и др. Если проследить плотность электронного облака (т. е. вероятность нахождения электрона) в направлении радиуса атома, то окажется, что у самого ядра она равна нулю, потом быстро возрастает достигая максимального значения на расстоянии 0,529 А от ядра, а затем постепенно убывает. На рис. 31 сопоставлена схема строения атома водорода по Бору, его современная квантово-механическая картина и график, показывающий изменение плотности электронного облака в зависимости от расстояния от ядра атома. [c.59]

Логика и смысл возникновения и развития квантовой биохимии состоят в том, что от простейших представлений об элементарном составе, порядке расположения и пространственной локализации атомов в молекулах органических соединений (имеющих, естественно, биологическое значение) она обеспечивает переход посредством квантово-механических расчетов к данным о распределении в них электронной плотности и подвижности электронного облака, а также к энергетическим характеристикам, говорящим об устойчивости молекул и их способности отдавать и принимать электроны, т. е. в конечном счете [c.482]

Н -Ь Н = №-435 кдж Согласно квантово-механическим представлениям ядро атома водорода13кружаЕТ электронное облако шаровой симметрии, оответствую це е 15 электрону. При сближении атомов между ними 1ознйкают электросхахичесще силь двух типов во-пер-"вых, силы притяжения между ядром одного атома и электроном другого во-вторых, силы отталкивания между ядрами и между электронами. [c.11]

Представление о молекулярных орбиталях с учетом межэлек-тронного и межъядерного отталкивания и принципа Паули позволяет дать удовлетворительное объяснение химической связи. Согласно квантово-механическим представлениям значительные силы, обеспечивающие химическую связь между атомами, возникают, когда атомы сближаются и начинают перекрываться их электронные облака. Из всех электронов, входящих в состав этого облака, особенно важны те, что относят к внещнему окружению и называют валентными, т. е. способными принимать участие в образовании химических связей. Электроны внутренних уровней свое состояние при образовании связей не изменяют. Действительно, периодическая зависимость наблюдается только для таких свойств элементоз, которые определяются энергетическим состоянием внешних электронов атома. [c.70]

Особое внимание мы старались уделить рисункам, в первую очередь иллюстрирующим физические методы исследования, электронные представления и вопросы стереоизомерии. Так, мы поместили снимки ряда приборов, частью заимствовав их из литературы, а частью сфотографировав в руководимых нами Лаборатории физиологической химии Академии наук СССР и лаборатории кафедры органической химии Московского фармацевтического института. Вместе со спектрографическими приборами и их схемами мы помещаем соответствующие спектры (ультрафиолетовые, инфракрасные) для достижения наглядности спектр в ультрафиолетовом свете (снятый Е. Г. Плышевской в процессе нашей совместной экспериментальной работы) сопоставляется (в одинаковом масштабе) е микрофотограммой этого спектра. Электронные представления иллюстрируются, например, схемой, сопоставляющей прежние представления о строении атома водорода с современными квантово-механическими и графиком распределения электронной плотности. Стремясь к реальности представлений, мы изображаем электронные облака в виде объемных (а не плоскостных) схем. Вопросы стереоизомерии иллюстрируются наглядными схемами перехода от молекулярных моделей к конфигурационным формулам, схемой асимметрического синтеза, стюартовскими моделями молекул и рядом других рисунков. Многие рисунки печатаются впервые. [c.6]