Орбита проникающая

Теория валентных связей исходит из представления об образовании ковалентных связей в результате перекрывания атомных орбиталей. При сближении двух атомов их орбитали проникают друг в друга (перекрываются), и при этом образуется связывающая орбиталь. Как это происходит, показано на примере перекрывания Ь-орби-талей двух атомов водорода, которое схематически изображено на рис. 7.5. Если спины двух электронов имеют противоположное направление, при сближении атомов происходит понижение энергии системы (графически оно изображено сплошной линией на рис. 7.6). Понижение энергии обусловлено появлением в рассматриваемой системе новых сил притяжения между ядрами и электронами. Оно происходит до тех пор, пока при достаточно малом расстоянии между ядрами [c.113]

В атомах щелочных металлов наружный s-электрон на некоторой части своей орбиты проникает внутрь Рис. 15. Схема электронной зоны, занятой электронами более оболочки атома лития глубоко расположенных уровней. [c.28]

В четвертом периоде, однако, мы сталкиваемся с неожиданными осложнениями. Вследствие того что 45-орбиталь проникает ближе к ядру, чем З -орбиталь, процесс заселения орбиталей должен осушествляться с учетом того, что 45-орбиталь имеет несколько более низкую энергию, чем З -орбиталь. Поэтому новые электроны в атомах калия. К, и кальция, Са, поступают на 45-орбиталь, а З -орбитали начинают заселяться только [c.396]

Поле, создаваемое атомным остовом, хотя и не кулоновское, имеет центральную симметрию, как и поле ядра в водородоподобном атоме, благодаря чему и здесь квантовые числа пи/ сохраняют свое значение. Однако в отличие от водородоподобного атома энергия электрона зависит не только от п, но и от /, вырождение относительно I снимается электрон движется в поле не одного ядра, но остова, и энергия электрона зависит от того, как он поляризует остов (нарушает его центральную симметрию) и как он проникает внутрь остова. Поляризация же и проникновение зависят от типа орбитали, т. е. от квантового числа /. Электроны в атоме можно разделить на квантовые слои. Квантовый слой, или уровень, — совокупность электронов с данным главным квантовым числом п. Внутри уровня электроны разделяются по энергии на подуровни 5, / и т. д. в соответствии с квантовым числом / (рис. 10). Наиболее проникающими [c.35]

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]

Пользуясь представлением о проникновении электронов к ядру, рассмотрим характер изменения радиуса атомов элементов в подгруппе углерода. В ряду С — 51—Ое — 5п — РЬ проявляется общая тенденция увеличения радиуса атома (см. рис. 15, 16). Однако это увеличение имеет немонотонный характер. При переходе от 51 к Ое внешние р-электроны проникают через экран из десяти З -электро-нов и тем самым упрочняют связь с ядром и сжимают электронную оболочку атома. Уменьшение размера 6р-орбитали РЬ по сравнению с 5р-орбиталью 5п обусловлено проникновением бр-электронов под двойной экран десяти -электронов и четырнадцати 4/-электронов. Этим же объясняется немонотонность в изменении энергии ионизаций атомов в ряду С — РЬ и большее значение ее для РЬ по сравнению с атомом 5п (см. рис. 12). [c.37]

С помощью методов связанных орбиталей и молекулярных орбиталей приходят к единому выводу о том, что связь образуется только в тех направлениях, в которых атомные орбитали являются наибольшими, и только в том случае, когда атомы достаточно близко отстоят друг от друга, так что атомные орбитали перекрываются, т, е. если электронные облака частично проникают друг в друга. [c.99]

Чаще всего для качественного описания используется одноэлектронное приближение. Но в отличие от водородоподобного атома, в котором энергия электрона на данной орбитали зависит только от главного квантового числа, учитывают, что в многоэлектронном атоме различаются по энергии орбитали с разными орбитальными квантовыми числами, хотя и с одинаковыми главными. В качестве примера рассмотрим 28- и 2р-орбитали в атоме, где на 15-орбитали находятся два электрона. Очевидно, что действие заряда ядра на электрон, находящийся на втором энергетическом уровне (с п = 2), ослаблено экранирующим действием отрицательно заряженных электронов первого уровня (с п= ). Это экранирующее действие различно по отношению к 5- и р-орбиталям. Анализ распределения электронной радиальной плотности вероятности (см. рис. 4.4 и 4.5) для соответствующих волновых функций показывает, что электрон на 25-орбитали в большей степени проникает под экран ]5-электронов, т. е. взаимодействует (притягивается) с ядром сильнее, чем находящийся на 2р-орбитали, что и означает, что энергия 25-орбитали ниже, чем 2р. [c.60]

Рассмотренный метод описания молекул называют методом валентных связей. Каждый атом в молекуле сохраняет свою индивидуальность, но один или более электронов внешней оболочки каждого атома способны проникать за счет перекрывания орбита-лей во внешнюю оболочку другого атома. [c.84]

Для атомов с более чем одним электроном орбитальные энергии зависят как от так и от /г, хотя здесь нет простой связи между энергией и этими двумя квантовыми числами. Для одного и того же значения п энергия увеличивается с ростом /. Объяснение заключается в том, что с ростом / орбиталь все менее проникает в область вблизи ядра, так что эффективный экранированный заряд ядра, действующий на электрон, уменьшается. Это иллюстрирует рис. 3.9, где изображен потенциал иона К+, найденный методом ССП, как функция г. Здесь же приведены радиальные электронные плотности для водородоподобных 35-, Зр- и 3< -орбиталей, Ясно, что электрон на 35-орбитали испытывает в среднем наибольшее притяжение к ядру, а электрон на Зй(-орбитали — наименьшее. [c.47]

Фосфор при температурах ниже 800 °С состоит из четырехатомных молекул Р4,. Строение его молекул (рис. 22.9) показывает, что каждый атом фосфора реализует все свои три валентности для образования связей за счет трех неспаренных р-электронов с остальными тремя атомами. Однако, хотя р-орбитали каждого атома фосфора должны были бы образовывать взаимно ортогональную систему, вместо углов по 90° в молекуле фосфора все углы имеют только по 60°. Таким образом, структура молекулы фосфора оказывается довольно напряженной, и хотя она все же обладает значительной устойчивостью в результате того, что каждый атом связан с тремя другими атомами, молекулярная форма фосфора является в химическом отношении наиболее активной среди всех его других форм. Эта форма фосфора, называемая белым фосфором, само-произво п>но воспламеняется на воздухе. При нагревании до 260 °С она превращается в красный фосфор, структура которого довольно сложна. Красный фосфор устойчив на воздухе, но, как и со всеми другими формами фосфора, с ним следует обращаться чрезвычайно осторожно, так как он обладает способностью проникать в костные ткани и, накапливаясь в них, вызывает опасные заболевания. [c.398]

Молекула с точки зрения метода МО. При сближении двух атомов водорода их 18-орбитали начинают проникать друг в друга - перекрываться. Приближенная картина взаимодействия двух электронов и форма образующихся молекулярных орбита-лей показаны на рис. 3.3. Если электронные волны первого и второго атомов водорода совпадают по фазе, то их амплитуды складываются и волны усиливают друг друга. В этом случае говорят [c.46]

По этой схеме молекулы воды проникают в ближайшую координационную сферу атома кремния, находящегося в це тре кислородного тетраэдра, и неподеленные электронные пары атома кислорода молекулы воды взаимодействуют с вакантными -орбитами атома кремния. Г. 1 [c.185]

Процесс возникновения ковалентной связи происходит следующим образом. При сближении двух атомов их орбитали перекрываются, т. е. взаимно проникают одна в другую. Образуется одна общая орбиталь, охватывающая одновременно оба атома. Электроны, находившиеся ранее на орбиталях двух атомов, становятся общими. При этом в промежутке между ядрами возрастает электронная плотность, что приводит к стягиванию положительно заряженных ядер. При образовании ковалентной связи выделяется энергия, и поэтому получающаяся молекула устойчивее, чем отдельные атомы. Этим объясняется высокая Прочность ковалентной связи. Пара электронов, образующая ковалентную связь, обозначается черточкой. [c.37]

После того как заполняются Зз- и Зр-орбитали, следующий электрон занимает 45-орбиталь, а Зй -орбитали остаются свободными. Причину этого явления легко понять из рис. 2.7. По мере того как заряд ядра возрастает и добавляются первые 18 электронов, энергии 45- и,4р-орбит.алей постепенно понижаются, поскольку эти орбитали сильно проникают сквозь внутренние электронные слои. Энергия Зй -орбиталей при этом остается практически постоянной, поскольку они проникают к ядру очень слабо. В результате у аргона 45-орбиталь становится более устойчивой, чем Зй -орбиталь, и следующий электрон занимает именно ее. Эта ситуация со раня-ется и дальше, поэтому следующий электрон также занимает 45-Орбиталь. В результате калий и кальций будут иметь следующие электронные конфигурации [c.54]

Решетка кристалла диэлектрика всегда состоит из замкнутых и разделенных элементов (ионы в гетерополярных кристаллах, молекулы или атомы с симметричными периферическими орбитами), тогда как атомы металлов с их электронами различной валентности касаются или проникают друг в друга так, что всякий металл обладает непрерывным электрическим полем, где электроны движутся по квантованным орбитам, не будучи связаны с каким-либо определенным ядром. С этой точки зрения электрический ток можно рассматривать как эффект Штарка для квантованных электронов металла. [c.229]

Если бы результирующий заряд ядра и электронов на заполненных внутренних орбиталях был сконцентрирован в той точке, где находится ядро, то Зх-, Зр- и З -орбитали в многоэлектронных атомах тоже имели бы одинаковые энергии. Но экранирующие электроны занимают значительный объем пространства. Результирующее притяжение к ядру, испытываемое электроном с главным квантовым числом 3, зависит от того, насколько он приближается к ядру и проникает ли при этом сквозь облака внутренних экранирующих электронов. Согласно зоммерфельдовской модели эллиптических орбиталей, х-орбиталь проходит ближе от.ядра, чем р-орбиталь, и поэтому оказывается более стабильной, а р-орбиталь в свою очередь более стабильна, чем -орбиталь. Именно этим объясняются различия в энергии у подуровней с разными I на энергетической диаграмме атома лития, изображенной на рис. 8-13. [c.389]

Были предложены также несколько измененные формулы для дублетного расщепления (б. ). Ланде 1) на основании анализа классической картины проникающих орбит предложил заменить 2 на где 2о — полный заряд иона, как и в формуле (5.74), а — эффективный заряд ядра во внутренней области, куда проникает орбита, и заменить на п . В другой форме, которая была широко использована Милликеном и Боуэном ), вся орбита считается определяемой полем Кулона ядром с эффективным зарядом (2 — 5), где 5 определяет уменьшение заряда ядра экранирующим полем внутренних электронов. Если выбрать значения 5 так, чтобы получить наблюдаемую величину интервалов 2р в последовательности Ь1 I, то найдем, что О VI (третий ряд в последней таблице) соответствует значению около двух, что близко к действительности. В более ранней теории формула (5.75) получалась как релятивистский эффект и поэтому должна была бы скорее применяться к интервалу между 5- и р-тер-мами, чем к интервалу. Эта загадка была разрешена, когда дублетная формула была получена в результате учета взаимодействия спин-орбита. [c.146]

Рис. 2.8. Фунщии радиального распределения электронной плотности для орбиталей атома водорода, показывающие, как 2s- и гр-орбитали проникают сквозь ls-орбнталь.

Но З -орбитали проникают сквозь 45-орбиталь достаточно сильно, поэтому для К и Са энергия понижается настолько, что становится почти равной энергии 45-орбитали и значительно меньшей, чем энергия 4р-орбиталей. Поэтому у последующих десяти элементов происходит постепенное заполнение Зс -орбиталей в ряду 5с, Т1, V, Сг, Мп, Ре, Со, N1, Си и 2п. После этого у Оа, Се, Аз, 5е и Вг происходит заполнение 4р-орбиталей, которое завер шается у следующего инертного газа Кг. [c.54]

Если Фа и фв принять за атомные орбитали, то получим молекулярную орбиталь Фае, в которой амплитуда колебания между атомными ядрами обозначенными на рис. 2.2 светлыми кружками) увеличена. Соответствующее распределение плотности вероятности нахождения электрона в области между двумя ядрами увеличено, как это следует из выражения (фд -f г )з)2 = фд + 2фдфв. Последнее произведение — получаемый решением уравнения Шредингера интеграл — называют интегралом перекрывания. Он указывает, насколько сильно атомные орбитали проникают друг в друга, образуя молекулярную орбиталь. В ней пространство для движения электрона согласно уравнению (2.3) увеличено. [c.23]

Хотя 45-орбиталь проникает ближе к ядру, чем З -орбиталь, и, следовательно, имеет более низкий энергетический уровень, большая часть плотности вероятности для 4х-орбитали оказывается дальще от ядра, чем для З -лрбитали. Электрон на 45-орбитали оказывается в среднем дальще от ядра, чем З -электрон, но тем не менее 45-электрон более устойчив, потому что он имеет небольшую, но не пренебрежимо малую вероятность проникать к ядру на более близкое расстояние. Для образования химической связи различие в энергии электронов на столь близко расположенных атомных уровнях не имеет такого большого значения, как различие в расстоянии электронов от их ядер. Поэтому 45-электроны оказывают тем большее влияние на химические свойства атомов, чем сильнее погружены вовнутрь общего атомного электронного облака З -электроны. За исключением Сг и Си, все элементы от Са до 2п имеют одинаковую ва- [c.397]

Распределение электронной плотности (или вероятность нахождения электрона в том или ином месте орбитали) определяется выражением, содержащим квадрат волновой функции 4кг < 1 . График этой функции с изменением радиуса, выраженного в боровских орбитах (ао=0,53 А), для орбиталей Ь, 2 и 3 приведен на рис. 15. Рассмотрение графика позволяет сделать заключение, что орбиталь 2 может проникать в орбиталь 15, а орбиталь Зз проникает в орбитали 15 и 25, но с очень малыми значениями элекхл>онной плотности. При рассмотрении орбиталей водородного атома сйиновое квантовое число 5 не принималось во внимание, так как в атоме водорода всего лишь один электрон. [c.44]

В твердом теле атомы расположены настолько близко, что их внешние электронные оболочки не только соприкасаются, но могут и проникать одна в другую, с)лектро1[, находящийся на внешних валентных оболочках, может без затраты энергии переходить на саответствующий уровень соседнего атома. Электрон может перемещаться в теле, так как образуются коллективныг орбиты, а одинаковые энергетические уровни объединяются в общий уровень для всего тела. [c.281]

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]

Пользуясь представлением о проникновении электронов к дру, рассмотрим характер изменения радиуса атомов элементов в подгруппе углерода. В ряду С—81—Се—8п—РЬ проявляется общая тенденция увеличения радиуса атома (рис. 142). Однако это увеличение имеет немонотонный характер. При переходе от 81 к Ое внешние р-электроны проникают через экран из десяти 3 -электронов и тем самым упрочняют связь с ядром и сжимают электронную оболочку атома. Уменьшение размера бр-орбитали РЬ по сравнению с 5р-орбиталью 8п обусловлено проникновением 6 ьэлектронов под двойной экран десяти 5 -элeктpoнoв и четырнадцати 4/-электронов. [c.292]

Выпрямитель с элеКтро(нно-дырочным переходом (р—га-переходом) конструируют таким образом, что р- и л-кристаллы находятся в контакте между собой (рис. 18.8). Противоположные концы кристаллов соединены с металлическими пластинами, служащими вводом. При наложении потенциала, вызывающего передвижение как дырок, так и электронов в направлении контакта между кристаллами, дырки или электроны легко переходят к соответствующим металлическим пластинам через место контакта (между кристаллами) и обеспечивают непрерывный электрический ток. Однако если потенциал приложить в обратном направлении, то дырки и электроны будут перемещаться от плоскости контакта между кристаллами (нижняя схема рис. 18.8). Новые дырки быстро образоваться не могут, так же как и электроны не могут проникать через контакт между кристаллами,— для этого процесса энергию электрона необходимо повысить от связывающей орбитали (для германия от тетраэдрической гибридной 454рЗ-орбитали) до возбужденной 55-орбитали, а скорость такого процесса определяется температурой (экспоненциальный фактор Аррениуса для скорости реакции разд. 10.4). Вследствие этого область вблизи контакта между кристаллами оказывается без носителей электричества и ток прекращается. [c.538]

Отрицательно заряженные частицы (мюон ц", л", К "-мезоны и др.) при торможении в среде образуют мезоатомы, в к-рых эти частицы играют роль тяжелых электронов. Образуясь первоначально в высоковозбужденных состояниях, мезоатомы в результате каскадных переходов при испускании у-квантов или оже-электронов переходят в основное состояние. Орбиты мезоатомов (их размер обратно пропорционален массе частицы) на 2-3 порядка меньше электронных орбит. При этом эффективный заряд ядра Z уменьшается на единицу, в результате чего мезоатом имеет электронную оболочку ядра Z-1. Т. обр., в принципе могут моделироваться атомы любых элементов, напр, при захвате атомом Ne образуется мезоатом [iF. Уникальны мезоатомы, состоящие из ядра водорода (протон, дейтрон, тритон) и отрицательно заряженной частицы, поскольку они являются нейтральными системами малого размера (напр., радиус мюонного атома водорода равен 2.56-10"" см, а радиус пионного атома водорода-1,94- 10" см) и, подобно нейтронам, проникают внутрь электронных оболочек к ядрам, участвуя в разл. процессах. Так, напр., могут образоваться системы ф и Лц, аналогичные мол. ионам водорода, в к-рых ядра вступают в р-ции холодного ядерного синтеза (dd - Не + п или dt -> Не -(- п) с высвобождением ц, осуществляющего послед, акты синтеза (мюонный катализ). Процессы захвата отрицательно заряженных частиц на мезоатомные орбиты и перехвата их др. атомами обусловлены строением электронной оболочки, что позволяет изучать структуру молекул и хим. р-ции мезоатомов. [c.20]

Атом лития, следующий за гелием в периодической системе, содержит три электрона. По принципу минимума энергии два из них расположатся, как и в атоме гелия, на 18-орбитали. Третий электрон в соответствии с принципом Паули должен располагаться на АО с п = 2. Однако таких возможностей две - 2з- и 2/>-орбитали, и электрон будет иметь меньшую энергию на той из них, где он будет испытывать действие более высокого эффективного заряда. Рассмотрим с этой точки зрения кривые распределения электронной плотности в атоме лития в зависимости от расстояния от ядра (рис. 2.11). Из этих кривых хорошо видно, что замкнутый слой 1з расположен гораздо ближе к ядру, чем основная плотность 2з- или 2/>-электрона. Однако внутренний максимум 2з-электрона практически полностью проникает в 1й-электронную плотность в близкой к ядру области, и определенная часть его плотности чувствует на себе почти полный зяряд ядра 2 = +3. Единственный максимум 2/>-электрона далек от ядра, а в области сосредоточения 1й-элек-тронов находится лишь незначительная его часть. Следовательно, в атоме лития электрон на 2з-орбитали испытывает на себе действие несколько более высокого эффективного заряда, он несколько хуже экранирован от ядра 1й-электронами, чем электрон на 2/>-орбитали, и прочнее связан с ядром. Соответственно, в основном состоянии атом лития будет иметь электронную конфигурацию 18 28 а конфигурация 1з 2р отвечает возбужденному состоянию. [c.35]

Серебряное зеркало проникает в космос и, к сожалению, не только в приборах. 7 мая 1968 г. в Совет Безопасности был направлен протест правительства Кампучии против американского проекта запуска на орбиту спутнйка-зерка-ла. Это спутник — нечто вроде огромного надувного матраца со сверхлегким металлическим покрытием. На орбите матрац наполняется газом и превращается в гигантское космическое зеркало, которое, по замыслу его создателей, должно было отражать на Землю солнечный свет и освещать площадь в 100 тыс. км с силой, равной свету двух лун. Назначение проекта — осветить обширные территории Вьетнама в интересах войск США и их сателлитов. [c.15]

Очевидно, чем больше пространство, в которое одновременно достаточно сильно проникают орбитали ср/ и фа, тем больше значение К1а и тем сильнее расщепление. Обратный случай хорошо иллюстрирует такой пример из молекулярной спектроскопии для переходов п->п (см. ниже) соответствующий интеграл имеет очень небольшое значение, поскольку несвязывающая атомная орбиталь и разрыхляющая молекулярная я-орбиталь часто находятся в разных частях пространства (см. рис. 13.34). Экспериментально установлено, что расщепление 5—Т для -> я -переходов очень мало. [c.384]

Огромное искривление бензольного кольца в структуре с р -гибридизацией связей двух углеродных атомов, участвующих в элиминировании (XXXIX), привело ко второй формуле. На свободных р-орбитах одна пара будет проникать в ослабленное ароматическое гс-облако, а другая пара образует в плоскости углеродного скелета более или менее нормальную тт-связь. За более совершенную третью связь приходится платить высокой ценой — огромным байеровским напряжением. [c.109]

И называются внутрилигандными полосами. Поми-мо этого, возможны переходы, при которых электрон переносится на уровни, удаленные от молекулы (ионизация). Если энергия этих уровней низка, подобные переходы представляют собой уже описанные переносы заряда. Однако при достаточно больших энергиях орбиты, занятые возбужденными электронами, могут глубоко проникать в окружающую среду за пределы комплекса. Переходы электронов на эти уровни высоких энергий дают ридберговский спектр, аналогичный атомным спектрам, связанным с изменением главного квантового числа. [c.366]

ПЛОТНОСТИ 25- или 2р-электрона лежит внутри электронной плотности 15-электронов. Если провести точные вычисления, то окажется, что 25-орбиталь проникает через 15-орбиталь больше, чем 2р-ор-биталь. Поэтому электрон на 25-орбитали женее экранирован 15-электроном от влияния заряда ядра, чем 2р-электрон. Следовательно, если ]s-орбиталь занята, то 25-орбиталь будет иметь меньшую энергию, чем 2р-орбиталь. Разности энергий для гелия и лития в соответствующих электронных конфигурациях приведены ниже Разность энергии [c.53]

В старой форме атомной теории существовало резкое отличие между непроникающей и проникающей орбитой последними были те, которые достигали области достаточно малых значений г, где поле имеет некулонов характер. Это различие не является таким резким в квантовой механике, так как все собственные функции имеют не равные нулю значения вначале. Тем не менее состояния с большими значениями I проникают меньше, чем в старой теории. Для непроникающих орбит старая теория дала объяснение небольших отклонений от водородных значений, исходящее из допущения, что атомный остаток, состоящий из внутренних групп электронов, поляризуется полем наружного электрона, так что движение электрона возмущается взаимодействием —где а—поляризуемость остатка. Используя значения а, взятые из данных но ионной рефракции, можно достаточно удовлетворительно объяснить это отклонение. [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология