Электронное облако s и состояний

В качестве модели состояния электрона в атоме в квантовой механике принято представление об электронном облаке, плотность соответствующих участков которого пропорциональна вероятности нахождения там электрона. Одна из возможных форм электронного облака в атоме показана на рис. 1. [c.12]

Подведем некоторые итоги сказанному. Состояние электрона в атоме может быть описано с помощью четырех квантовых чисел п, I, П11 и т.,. Они характеризуют спин, энергию электрона, объем и форму пространства, в котором вероятно его пребывание около ядра. При переходе атома из одного квантового состояния в другое, в связи с чем меняются значения квантовых чисел, происходит перестройка электронного облака. При этом атом поглощает или испускает квант энергии. [c.19]

Образовавшийся возбужденный атом Ве обладает двумя пе-спаренными электронами электронное облако одного из них соответствует состоянию 2з, другого — 2р. Прн перекрывании этих электронных облаков с р-электронными облаками двух атомов фтора могут образоваться ковалентные связи (рис. 38). [c.136]

Симметричная функция (рис. 5, I) отражает увеличение плотности электронного облака в области перекрывания между двумя атомами (кривая 2) по сравнению с плотностями электронных облаков отдельных атомов, описываемых функциями и (кривые 1). Увеличение плотности отрицательно заряженного электронного облака между положительными ядрами приводит к тому, что ядра как бы стягиваются этим облаком и возникает химическая связь. Система — электрон в поле двух протонов — находится в энергетически более выгодном состоянии ( симы), чем исходная система — электрон в иоле одного протона [c.26]

Рис. 6. Схемы электронных облаков -состояния (а), / -состояния (б) и р -гибридного облака (в)

Различную вероятность нахождения электрона в разных точках пространства при нормальном состоянии водородного атома в известной мере иллюстрирует рис. 6. В случае указанной неодинаковой вероятности принято говорить о различной плотности электронного облака (или о различной электронной плотности). [c.45]

На рис. 12-5, а показаны кривые потенциальной энергии для связывающей и разрыхляющей орбиталей. Чем ближе друг к другу ядра молекулы Н2 в разрыхляющем состоянии, тем большая расталкивающая сила действует на них со стороны электронных облаков и тем выше энергия молекулы. При любом расстоянии между ядрами энергия молекулы больше, чем энергия двух изолированных атомов. На рис. 12-5,6 показаны энергии связывающей и разрыхляющей молекулярных орбиталей при равновесном межъядерном расстоянии (равновесной длине связи) и они сопоставлены с энергией электронов на 1х-орбиталях изолированных атомов. [c.514]

Состояние электрона описывается одноэлектронной волновой функцией ф , характеризуемой определенным набором квантовых чисел. Функция эта называется молекулярной орбиталью (МО). В отличие от одноцентровой атомной орбитали (АО) молекулярная орбиталь в общем случае многоцентровая, так как число ядер в молекуле не менее двух. Как и для электрона в атоме, квадрат волновой функции определяет плотность вероятности нахождения электрона или плотность электронного облака. [c.59]

Теория гибридизации. Обычрю атомы формируют связи за счет электронов разных энергетических состояний. Так, у атомов бериллия (2s 2p ), бора (2s 2p ) и углерода (2з 2р ) в образовании связей одновременно принимают участие как 5-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеС12, ВС1 з и СС14, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно. [c.70]

Состояние электрона в атоме, характеризующееся определенными значениями квантовых чисел , I и т, т. е. определенными размерами, формой и ориентацией в пространстве электронного облака, получило название атомной электронной орбитали. [c.83]

Физики и химики часто употребляют выражения электронное облако , распределение электронной плотности и т. п. Мы тоже будем их использовать. Однако следует помнить, что электронное облако — это не наглядный образ самого электрона, размазанного в пространстве, а наглядное изображение распределения вероятности его возможной локализации в различных пространственных областях, т. е., в конечном счете, электронное облако характеризует состояние движения электрона. [c.35]

Суммарное электронное облако при сближении атомов усиливается в пространстве между ядрами благодаря наложению орбиталей, что оказывает стягивающее действие на ядра атомов и тем самым цементирует молекулу. Такова картина в синглетном состоянии. [c.150]

Наиболее важной характеристикой полярной связи является степень асимметрии расположения электронной пары. Она определяется в первую очередь различием в электроотрицательности элементов. Чем больше это различие, тем менее симметрично располагается электронное облако и тем полярнее образованная им связь. Легко видеть, что полярность связи между двумя атомами двух данных элементов зависит и от валентного состояния так, например, в различных окислах серы (SO2, SO3 и др.) она будет неодинаковой. Полярность. Связи между двумя данными атомами в известной степени зависит и от того, с какими другими атомами они связаны. Это объясняется влиянием на них других атомов, содержащихся в молекуле. [c.64]

Все эти элементы зависят от параметра Яав — межъядерного расстояния. Нц = Н22 = а называют кулоновским интегралом потому, что на языке квантовой механики он передает классическое кулоновское взаимодействие частиц. Он включает энергию электрона в атоме водорода в основном состоянии, кулоновское отталкивание ядер и энергию взаимодействия второго протона с электронным облаком, окружающим первый протон [c.67]

Таким образом, при стационарных состояниях электронное облако не меняется со временем. [c.13]

Индексы X, у, 2 фиксируют ориентацию электронных облаков 2р-состояний в пространстве. [c.18]

В химических реакциях чаще всего приходится иметь дело с атомными орбитами со значениями азимутального квантового числа I, равными О, 1,2. Отвечающие этим значениям I состояния электрона в атоме называются соответственно з-, р- и -состояния-ми. Перед обозначением, принятым для азимутального квантового числа, обычно ставится номер главного квантового числа, отвечающий данной атомной орбите, например, 1з-, 25-, 2р-орбита и т. д. На рис. 1 приведены конфигурации электронных облаков 15-, 2з- и одной из 2р-орбит атома водорода. [c.9]

Электронное облако. В качестве модели состояния электрона в атоме принято представление об электронном облаке, которое можно интерпретировать следующим образом. Допустим, что в какой-то момент времени удалось сфотографировать положение электрона в пространстве вокруг ядра. На фотографии это отразится в виде точки. Если повторить такое определение через малые промежутки времени много раз, то фотографии отразят электрон все в новых положениях. При наложении этих фотографий образуется картина, напоминающая облако (рис. 5). Облако окажется наиболее плотным там, где наиболее вероятно нахождение электрона. Облако окажется тем меньше по размеру и плотнее по распределению заряда, чем прочнее электрон связан с ядром. [c.19]

Итак, с помощью четырех квантовых чисел п, I и гп/ можно описать состояние электрона в атоме, охарактеризовать его спин, энергию, объем и форму пространства, в котором наиболее вероятно его пребывание около ядра. При переходе электрона из одного квантового состояния в другое меняются значения квантовых чисел. Это отвечает перестройке электронного облака, поглощению или испусканию атомом соответствующего кванта энергии. [c.23]

Собственные функции для 5- и р-состояний атома водорода, а также соответствующие электронные облака изображены на рис. 6 и 6а. Для других атомов волновые функции имеют аналогичный характер. [c.49]

Электронные облака трех р-состояний имеют форму гантелей, ориентированных перпендикулярно друг к другу. Вероятность пребывания электрона около ядра равна нулю, и большую часть времени он находится на некотором расстоянии от ядра, вблизи координатной оси. [c.49]

Полярность ковалентной связи. В молекуле, состоящей из двух одинаковых атомов, электронное облако расположено симметрично относительно обоих ядер. В случае же двух различных атомов электронная плотность около одного из них бывает большей, чем около другого. Тогда в молекулярном состоянии участвуют с разным весом собственные функции валентных электронов атома А (ф ) и атома ГЗ (ф ) [c.51]

Форму электронного облака в значительной степени определяет угловая составляющая волновой функции 0(6)Ф(ф). Для ее изображения часто пользуются полярными диаграммами. Если построить бесконечное множество отрезков, пропорциональных значениям 0(6)Ф(ф) и выходящих из начала полярной системы координат (ядро атома) под всевозможными углами, то конечные точки этих отрезков образуют определенную поверхность, характеризующую форму орбитали. Полярная диаграмма — изображение этой поверхности. Часто также используют полярные диаграммы, представляющие не саму величину 0(0)Ф(ф), а ее квадрат. На рис. 1.7 представлены полярные диаграммы показывающие форму электронного облака для нёкоторых состояний электрона. [c.23]

Смешение различных конфигураций не обозначает действительно происходящего возбуждения молекул, но может быть объяснено небольшой статистической размазанностью радиальной функции электронного облака состояния Х 2 g до областей, занимаемых главными максимумами возбужденных состояний, а также частичному проникновению радиальных функций возбужденных состояний в области главного максимума основного состояния. [c.137]

Метод молекулярных орбиталей исходит из пред-, положения, что состояние электронов в молекуле может быть описано как совокупность молекулярных электронных орбиталей (молекулярных электронных облаков), причем каждой молекулярной орбитали (МО) соответствует определенный набор молекулярных квантовых чисел. Как и в любой другой много-элсктронной системе, в молекуле сохраняет свою справедливость принцип Паули, так что на каждой МО могут находиться не более двух электронов, которые должны обладать противоположно направленными спинами. Действует также правило Хунда, согласно которому минимальной энергии моле- [c.56]

Представление о состоянии электрона как о некотором облаке эл ктрнческого заряда оказывается очень удобным, хорошо пере-д. ет основные особенности поведения электрона в атомах и молекулах и будет часто использоваться в последующем изложении. Прн этом, однако, следует иметь в виду, что электронное облако не имеет определенных, резко очерченных границ даже на большом расстоянии от ядра существует некоторая, хотя и очень ма- [c.72]

Для объяснения отличия валентных углов в молекулах НзО и ЫНз от 90° следует принять во внимание, что устойчивому состоянию молекулы отвечает такая ее геометрическая структура и такое пространственное расположение электронных облаков внеп, -ннх оболочек атомов, которым отвечает наименьпшя потенциальная энергия молекулы. Это приводит к тому, что при образовании молекулы формы и взаимное расположение атомных электронных облаков изменяются по сравнению с их формами и взаимным расположением в свободных атомах. В результате достигается более полное перекрывание валентных электронных облаков и, следовательно, образование более прочных ковалентных связей. В рамках метода валентных связей такая перестройка электронной [c.135]

Мы уже знаем, что состояние электронов в атоме описывается квантовой механикой как совокупность атомных электронных орбиталей (атомных электронных облаков) каждая такая орбиталь характеризуется определенным набором атомных квантовых чисел. Метод МО исходит из ире дположення, что состояние электронов в молекуле также может быть описано как совокупность молекулярных электронных орбиталей (молекулярных электронных облаков), причем каждой молекулярной орбитали (МО) соответствует определенный набор молекулярных квантовых чисел. Как и в любой другой многоэлектроннон системе, в молекуле сохраняет свою справедливость принцип Паули (стр. 86), так что на [c.142]

Каждый ИЗ атомов углерода в кольце бензола находится в состоянии / -гибридизации и затрачивает по три валентных электрона на образование ст-связей с двумя соседними атомами углерода и с одним атомом водорода. При этом все шесть атомон углерода и все о-связи С—С и С—Н лежат н одной плоскости (рис. 131). Облако четвертого валентного электрона каждого из атомов углерода (т. е, облако / -электрона, не участвующего Б гибридизации) имеет форму объемной восьмерки ( гантели ) и ориентировано перпендикулярно плоскости бензольного кольца. Каждое из таких р-электронных облаков перекрывается над и под плоскостью кольца с р-электронными облаками двух соседних атомов углерода. Зто показано на рис. 132, а и, в проекции, на [c.477]

Энергетические состояния электронов одного уровня могут 11есколько отличаться друг от друга в- зависимости от конфигураций их электронных облаков, образуя группы э (ектронов разных подуровней. Для характеристики подуровня служит побочное, или орбитальное, квантовое число I, которое может иметь целочисленные значения в пределах от О до —1. Так, если главное квантовое число п = 1, то побочное квантовое число имеет только одно значение (/ = 0), а при этом значении п понятия уровень и подуровень совпадают. При га = 4 величина I принимает четыре значения, а именно О, I, 2, 3. Электроны, отвечающие этим значениям /, называются соответственно 8-, р-, с1- и /-электронами. [c.40]

Энергетическое состояние электрона определяется значениями п и I. Электроны, имсюн1ие одинаковые значения п, I т н отличающиеся спиновым КЕ)антовЬ)1м числом т.,, образуют орбиталь, которая условно обозначается символом . Орбиталь—это область пространства, в которой пребывание электрона является наиболее вероятным, а следовательно, электронное облако отличается максимальной плотностью. [c.42]

Рис. 1. . Формы электронных облаков для различных состояний влектронов в атомах (полярные диаграммы

Может возникнуть вопрос, насколько правомерно составлять волновую функцию электрона, находящегося в молекуле, из волновых функций электронов в свободных атомах. Такое приближение не является слишком грубым по двум причинам. Во-первых, состояние электронов в молекулах не очень сильно отличается от их состояния в атомах, об этом свидетельствует сравнительно небольшое изменение энергии электронов при образовании химической связи. Так, полная энергия электронов для двух свободных атомов водорода равна —2-13,6 =—27,2 эВ, а изменение энергии при образовании молекулы Нг (энергия связи) составляет 4,5 эВ. Подобное соотношение характерно и для других молекул. Оно обусловлено тем, что образование связи сравнительнс мало влияет на движение электронов вблизи ядер атомов, где взаимодействие электронов и ядер велико. Во-вторых, изменение электронных облаков при переходе от атомов к молекуле в некоторой мере учитывается выбором с помощью вариационного метода определенных значений коэффициентов с. [c.100]

Квантовая механика не дает в настоящее время возможности объяснить указанную двойственность в характере рассматриваемых явлений, так как остается еще не раскрытой природа элементарных частиц и сущность их свойств — заряда, спина и др. Поэтому методы квантовой механики носят в значительной степени формальный характер. Однако выводы, получаемые таким путем, дают возможность разрешать многие задачи, неразрешимые в настоящее время другими методами. При помощи квантовой механики можно характеризовать состояние электрона в атоме и определять плотность электронного облака в различных точках атома. В настоящее время успешное приложение квантово-механических методов к решеиию ряда важных проблем химии привело к возникновению нового раздела химии — квантовой химии. [c.44]

Орбитальное квантовое число I, называемое также побочным или азимутальным, определяет форму электронного облака и отклонение энергетического состояния от среднего значения, характеризуемого главным квантовым числом. Орбитальное кван-1 овое И1СЛ0 может принимать целочисленные значения от О до [c.27]

Магнитное квантовое число, обозначаемое Ш/, определяет ориентацию электронного облака в пространстве оно связано с орбитальным квантовым числом / и может принимать целочисленные значения от —I до +/, т. е. для. ч-подуровня (/ = 0) т, может иметь только одно значение О, для р-подуровня (/=1), может иметь три значения — 1, О и +1, для -подуровня (/ — 2) нять значений —2, — 1, О, + и +2, д,ля / -подуровня — семь —3, —2, —I, О, +1, +2 и +3. Таким образом, число значений Ш1 для данного подуровня состайляет (2/+1). Состояние электрона в атоме, характеризующееся определенными значениями главного, орбитального и магнитного квантовых чисел (другими словами — размером, формой и ориентацией в пространстве электронного облака), называется атомной электронной орби- [c.28]

Каждое электронное состояние однозначно характеризуется четырьмя квантовыми числами п, I, т и 5. Энергия системы зависит, в основном, от главного квантового числа и= 1,2,3 и т. д. Азимутальное квантовое число /, которое может нрииимать любое целочисленное значение от О до п— 1, определяет форму электронного облака. Каждому значению I соответствует 2/+1 вырожденных состояний, которые характеризуются определенными значениями магнитного квантового числа т и имеют разную пространственную ориентацию. [c.47]

В случае 5-состояний электронное облако обладает шаровой сим -метрией. Если принять за элемент объема шаровой слой с радиусом г й толщиной с г, то величина -является. мероа1 вераятности, на- [c.49]

А. Возникающее при этом двухэлектронное облако является насыщенным в соответствии с принципо.м Паули и поэто.му обладает меньшей энергией, чем исходные одиоэлектронпые облака. Оба электрона пребывают большую часть времени между ядрами, причем линия, соединяющая ядра, является осью, сйм-метрии электронного облака. Это так называемое о-состояние И( й о-связь. , [c.50]

Теория Льюиса — Лэнгмюра. Заполненное двумя электронами связывающее молекулярное состояние в качественной теории Льюйса называется двухэлектронной связью. Электронное облако обозначается черточкой, соединяющей атомы. При этом несвязывающие, или так называемые одиночные (неподеленные, необобщенные) электронные пары того же электронного слоя отмечаются черточками вокруг символа атома, например [c.51]