Электрон эллиптические

Безусловно, что теория Бора обладала большими достоинствами, например таким, как количественное предсказание линейчатых спектров водородоподобных атомов. Однако были такн е и некоторые трудности. Одним из первых затруднений была проблема тонкой структуры линейчатого спектра водородоподобного атома. Теория Бора объясняла существование различных линий в спектре водорода и предсказывала существование серий только единичных линий. В то время это было как раз тем, что и наблюдалось на опыте. Однако с усовершенствованием приборов и техники эксперимента оказалось, что линии, принимавшиеся раньше за единичные, в действительности состоят из совокупности линий,. расположенных очень близко друг к другу. Следовательно, для каждого квантового числа существует скорее несколько энергетических уровней, близких друг к другу, чем единственный уровень. Потребовалось введение новых квантовых чисел, а получить их непосредственно нз модели Бора было невозможно. Это затруднение было до некоторой степени разрешено Зоммер-фельдом, когда он детально рассмотрел существование для электрона эллиптических орбит. Бор допускал возможность существования эллиптических орбит в своей первоначальной работе, но дальше не развил эту идею. Для круговых электронных орбит единственной изменяющейся координатой является угол вращения ф. Однако для эллиптической орбиты (рис. 1-11) изменяться могут как угол ф, так и радиус-вектор г. Две степени свободы обусловливают возможность существования двух квантовых состояний. Для того чтобы обе степени свободы сделать квантованными, [c.34]

Для примера кратко проанализируем атом углерода, модели которого имеют разную форму в зависимости от типа связи. Углерод алифатической цепи — тетраэдр с четырьмя связями по плоскостям. Углероды этиленовой двойной связи и в ароматических соединениях имеют призматическую форму, что отражает несимметричный характер распределения л-электронов. Эллиптическая форма сечения двойной связи затрудняет свободное вращение, в то же время заместители имеют возможность свободно вращаться вокруг простых связей. Углерод тройной связи имеет форму сфероида. [c.186]

Различные эллипсы с одним и тем же главным квантовым числом имеют одинаковую энергию, пока нет никаких возмущающих сил. В случае какой-нибудь внешней возмущающей силы, например внешнего магнитного поля, эллиптические орбиты с одной и той же энергией, но различной геометрической формы будут возмущены различно и это должно определенным образом сказаться на спектре. То же имеет место и в случае возмущающей силы внутриатомного-происхождения. Такая сила существует в атомах, где вокруг ядра движется более одного электрона. Тогда для каждого данного электрона эллиптические орбиты различной геометрической формы различно возмущены остальными электронами. Как мы увидим ниже, эта причина объясняет существование у щелочных металлов различных серий. [c.34]

Переход от представлений о круговых и эллиптических орбитах электронов к плотностям вероятности оказывается очень трудным для большинства студентов, но им удается по крайней мере объяснить, о чем говорит принцип неопределенности и почему вообще приходится говорить [c.573]

Если ядро с квадрупольным электрическим моментом (ядерный спин 7 1 см. разд. 7.2 и рис. 7.1) находится в неоднородном электрическом поле, являющемся следствием асимметрии электронного распределения, то может возникнуть градиент электрического поля (см. ниже). Квадрупольное ядро будет взаимодействовать с этим градиентом электрического поля в различной степени в зависимости от различных возможных ориентаций эллиптического квадрупольного ядра. Поскольку квадрупольный момент возникает в результате несимметричного распределения электрического заряда в ядре, нас будет больше интересовать электрический квадрупольный момент, нежели магнитный момент. Число разрешенных ядерных ориентаций определяется ядерным магнитным квантовым числом т, которое принимает значения от -(- / до — 1 (всего 27 -Ь 1). Низший по энергии уровень квадруполя соответствует ориентации, для которой наибольшая величина положительного ядерного заряда располагается ближе всего к наибольшей плотности отрицательного заряда в электронном окружении. Разности энергий различных ориентаций не очень велики, и при комнатной температуре в группе молекул существует распределение ориентаций. Если электронное окружение ядра является сферическим (как в С1 ), то все ядерные ориентации эквивалентны и соответствующие энергетические состояния квадруполя вырождены. Если сферическим является ядро (/ = О или 1/2), то энергетических состояний квадруполя не существует. В спектроскопии ЯКР мы изучаем разности энергий невырожденных ядерных ориентаций. Эти разности энергии обычно соответствуют радиочастотному диапазону спектра, т.е. от 0,1 до 700 МГц. [c.260]

Различие подуровней электронов данной оболочки рассматривалось в теории Бора как результат того, что электроны могут вращаться не только по круговым орбитам, но и по орбитам эллиптическим с различным эксцентрицитетом. Побочное квантовое число должно характеризовать этот эксцентрицитет. [c.37]

Успех теории Бора ограничился возможностью ее применения только к атому водорода. При попытках применения теории Бора к атому гелия она уже оказалась малоэффективной. Расчеты более сложных атомов на основе применения упрощенных представлений Бора выполнить оказалось вообще невозможно. Несмотря на внесенные Арнольдом Зоммерфельдом (1863— 1951) в теорию Бора усовершенствования, в связи с которыми была учтена возможность движения электронов в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, эта теория должна была уступить место новым воззрениям. [c.26]

Во многих учебниках химии понятия и термины вводятся на основе представлений теории строения атома Бора такое положение затрудняет изучение основ квантовой химии. Поэтому в дальнейшем не применяются такие, например, термины, как круговые (эллиптические) орбиты электронов. В то же время представления об электронном облаке и электронных оболочках находят применение при квантовомеханическом описании строения атомов. [c.39]

Наконец, несмотря на усовершенствования, внесенные в теорию Вора другими учеными (была принята во внимание возможность движения электрона в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, по-разному расположенным в пространстве), эта теория не смогла объяснить некоторых важных спектральных характеристик многоэлектронных атомов и даже атома водорода. Например, оставалась неясной причина различной интенсивности линий в атомном спектре водорода не объяснялась тонкая структура спектров атомов, заключающаяся в том, что их отдельные линии расщепляются на несколько других. Сами количественные расчеты многоэлектронных атомов оказались чрезвычайно сложными и практически неосуществимыми. Теория ошибочно описывала магнитные свойства атома водорода, принципиально не могла объяснить образование химической связи в молекулах. [c.45]

Немецкий физик А. Зоммерфельд ввел существенное дополнение в представления о форме орбит движения электронов круговые орбиты Бора были заменены более общим случаем эллиптических орбит. Это потребовало введения второго квантового числа, связанного с вытянутостью эллипса. В современной теории это квантовое число I называют орбитальным, азимутальным или побочным в отличие от главного квантового числа. [c.161]

Важным результатом теории Бора было объяснение спектра водорода. Дальнейшее развитие теории атомных спектров было сделано Зоммерфельдом (1916), который разработал более детально правила квантования. Исходя из более сложной картины движения электронов в атоме по эллиптическим орбитам, а также учитывая зависимость массы от скорости внешнего электрона, он сумел создать теорию тонкой структуры спектров водородоподобных атомов и прежде всего объяснить ряд закономерностей спектров щелочных металлов. [c.46]

После Бора многие ученые пытались усовершенствовать его теорию. Но все эти усовершенствования предлагались исходя из законов классической физики. Так, в 1916 г. немецкий физик А. Зоммерфельд предположил, что электрон может двигаться не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам. Объединенная теория Бора-Зоммерфельда объясняла эффект Зеемана, но и эта теория тоже оказалась бессильной в объяснении некоторых вопросов строения атома. [c.40]

Волновые свойства электрона. Согласно современной точке зрения, электрон в атоме представляет собой своего рода электронное облако. Иными словами, электрон не является отдельной локализованной частицей, вращающейся по круговой или эллиптической орбите, а подобно газу рассеян по всему объему атома. При этом иногда говорят, что электрон обладает волновыми свойствами. Электронное облако подчиняется уравнению состояния газа с нулевой кинетической энергией (см. 1) [c.57]

Если электрон атома возбужден, например, вращается по 4-й квантовой орбите, то он может вращаться по эллиптическим орбитам, длинная полуось которых равна радиусу 4-го квантового круга, т. е. 0,529- 4 А, а короткие полуоси равны [c.20]

Рис. 8. Вращение перигелия эллипса, по которому движется электрон (прецессия эллиптической орбиты)

Дальнейшее развитие теории водородного атома было дано Зоммерфельдом (1916 г.), показавшим, что кроме круговых орбит электрон может двигаться и по эллиптическим (с ядром в одном из фокусов эллипса), причем почти одинаковому уровню энергии соответствует столько возможных типов орбит, сколько единиц в главном квантовом числе. Последнее определяет размер большой полуоси данного семейства эллипсов (в частном случае круга —его радиус). Величина малой полуоси определяется побочным квантовым числом к), которое также принимает значения последовательных целых чисел, но не может быть больше главного. [c.80]

В дальнейшем для исследования структуры расплава был взят полимер, молекулы которого имеют эллиптическое сечение, что должно препятствовать образованию гексагональной упаковки молекул. С этой целью была выбрана гуттаперча (( ,, = 60 С). На кривых 4л [р(7 ) — —расплава этого полимера выявляется лишь один межмолекулярный максимум на расстоянии 6 А от фиксированной люлекулы. Размытие межмолекулярных максимумов электронной плотности обусловлено произвольной азимутальной ориентацией параллельно уложенных молекул. Поскольку молекулы полимера имеют эллиптическое сечение, то на сфере радиуса могут одновременно находиться начальная молекула и молекулы первого координационного слоя или же пересекать только молекулы первого координационного слоя, но в различных местах. Эго неизбежно приводит к размыванию межмолекулярных максимумов или же вообще к их исчезновению. Следовательно, отсутствие межмолекулярных максимумов функции 4л, [р( ) — —еще не означает хаотичности в расположении молекул. Скорее всего структура такого полимера в расплаве также представляет систему параллельно уложенных участков молекул, но их эллиптичность не позволяет выявить ближний порядок в расположении молекул. [c.224]

Более точное решение уравнения первого постулата Бора, проведенное им совместно с Зоммерфельдом (1916), привело к появлению еше одного квантового числа, которое в современной физике называют орбитальным и обозначают буквой I. В общем случае движения электрона по замкнутой кривой он может иметь или круговые, или эллиптические орбиты, форма которых определяется соотношением их полуосей. При эллиптических орбитах движения электрона ядро атома находится в одном из фокусов эллипса. Установлено следующее соотношение между главным квантовым числом п и орбитальным квантовым числом 1 [c.35]

Вместе с тем внешняя форма от почти сферической молекулы переходит уже для Во в эллиптическую, а Рг получает зарождающуюся перетяжку, как признак стремления накопившихся антисвязевых электронов разорвать молекулы. Межъядерное расстояние от 2 до N2 уменьшается несмотря на увеличивающееся взаимное отталкивание ядер это явление зависит от нарастания кратности заряда. Антисвязевые электроны в молекулах О2 и Р . опять оттягивают ядра друг от друга. [c.249]

Энергия атома водорода не зависит от величины I в рамках рассматриваемого приближения, при котором принимается, что скорость движения электрона намного меньше скорости света. Однако для водородоподобного атома положение существенно меняется. Такие атомы (щелочные металлы) состоят из положительного однозарядного иона и электрона. Когда электрон находится на больших расстояниях от иона, его энергия взаимодействия с ионом такая же, как и у электрона в атоме водорода при том же расстоянии от ядра. Однако при приближении к иону возникают два эффекта, ведущих к увеличению притяжения электрона к положительному иону водородоподобного атома. Первый возникает в результате проникновения валентного электрона в ион, прн котором этот электрон приближается к ядру, имеющему заряд больше единицы. Второй эффект связан с поляризацией электронного облака иона под влиянием валентного электрона. При такой поляризации облако иона теряет свою симметрию, и электроны несколько обнажают ядро, что также приводит к усилению взаимодействия электрона с ионом. Степень проникновения электрона зависит от степени вытянутости электронного облака, которая определяется величиной I (в атоме Бора величина / определяет малую полуось эллиптической орбиты). Таким образом, энергия водородоподобного атома зависит от I. 306 [c.306]

Из рис. П1-24 видно, что наинизшие подуровни отвечают наиболее вытянутым эллиптическим орбитам. Именно они и будут поэтому в первую очередь заполняться электронами при построении нового слоя в многоэлектронных атомах. Сами эти электронные слои (т. е. совокупности электронов с одинаковым значением главного квантового числа) по порядку удаления от ядра часто обозначают буквами К, М, N, О, Р, 0. [c.71]

Строение многоэлектронных атомов. Описание многоэлектронных атомов химических элементов с позиций теории Бора было проведено в 1916—1925 гг. А. Зоммерфельдом и другими исследователями. Сложность многоэлектронных атомов потребовала учитывать взаимодействие электронных орбит и заставила предположить, что помимо круговых орбит в атоме могут быть также и эллиптические орбиты. Эллиптически. орбитам, эквивалентным круговым, соответствуют более высокие уровни энергии. Движение электронов по эллипсам характеризуется так называемым угловым моментом количества движения М1, который может принимать только строго определенные значения, пропорциональные й/2я [c.193]

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]

TiiKHM образом создается новое, двойственное корпускулярно-волновое представление об электроне, которое заставило пересмотреть принятую прежде модель атома, согласно которой электрон в атоме движется по определенным круговым или эллиптическим орбитам, располагающимся в определенной плоскости. Согласно новому представлению электрон может находиться в любом месте охватывающего ядро пространства, ио неодинакова вероятность его пребывания в том или ином месте. Таким образом, положение электрона в пространстве, занимаемом атомом, неопределенно, и движение его в атоме может быть описано посредством так называемой волновой функции г)], которая имеет различные значения в разных точках пространства, занимаемого атомом. Нахождение точки в пространсгве определяется тремя ее координатами х, у иг. Волновая функция электрона может быть определена из значения этих координат при условии, что в начале системы координат помещается ядро атома. Задача определения волновой функции электрона, сводящаяся к нахождению амплитуды волны, может быть решена только для простейших атомов или ионов. [c.27]

Когда одного квантового числа достаточно для определения энергетических состояний системы с двумя или более степенями свободы, то такую систему называют вырожденной. Для того чтобы объяснить тонкую структуру спектра водородоподобного атома, было необходимо снять вырождение. Это означает, что, по крайней мере, два квантовых числа должны вносить вклад в энергию системы. Зоммерфельд нашел, что вырождение в его модели атома может быть снято посредством рассмотрения релятивистского изменения массы электрона при двилсении его вокруг ядра. Когда электрон вращается по эллипсу вокруг ядра, его скорость непрерывно изменяется в зависимости от его расстояния от ядра. Из специальной теории относительности известно, что масса частицы увеличивается с возрастанием скорости. Действительно, можно обнаружить небольшое различие между энергиями круговой и эллиптической орбит, которое является функцией побочного квантового числа Пф это может объяснить физический смысл деления каждого главного уровня энергии энергетических уровней атома [c.36]

Рис. 10. Пояс 1епие к строению атома по Бору а — связь главного и азимутального квантовых чисел с полуосями эллиптической орбиты б — возможные орбиты Бора для электронов внешней оболочки атома.

Следовательно, планетарная теория атома с круговыми или эллиптическими орбитами электронов не может избежать проблемы электродинамической неустойчивости. Возникла настоятельная необходимость решения фундаментального вопроса о том, как сочетать предположение о движеиии зарядов и теорию Максвелла с очевидной прочностью атомов. [c.18]

В органических соединениях часто встречаются кратные связи (двойные, тройные), имеющие особое электронное строение. В образовании двойной связи участвуют две пары электронов, в образовании тройной — три пары. Углерод, образующий двойную связь, находится в особом валентном состоянии, называемом зр -гибриди-зацией. В этом случае смешиваются друг с другом одна круговая 5-орбиталь и две (из трех имеющихся) эллиптические р-орбитали. Образуется новая система электронных орбиталей, в которой три вр -орбитали лежат в одной плоскости под углом 120°, как в трехлопастном пропеллере, а четвертая, не участвовавшая в гибридизации р-орбиталь, располагается перпендикулярно к упомянутой плоскости подобно оси пропеллера. [c.79]

СОг (рис. 2, 6). При расстоянии между центрами кислорода и водорода в 0,99 A валентный угол равен 105°, т. е. близок к тетраэдрическому. Связь И—О — высокополярна. Положительные заряды в молекуле воды (рис. 3) экранированы одной парой электронов с круговой орбитой, двумя парами электронов с вглтянутыми эллиптическими орбитами, связывающими протоны с кислородом, и двумя уединенными парами, которые создают повышенную электронную плотность у кислорода. Такое строение молекулы обеспечивает нейтрализацию положительных зарядов ядра кислорода, в то время как протоны экранированы не полностью. Преимущест- [c.23]

Если 1=1, то магнитный момент электрона на орбите не совпадает с ее фокусом, и тогда между вектором внентего магнитного поля и вектором магнитного поля электрона возникает вращающий момент, увеличивающий энергию электрона на орбите за счет дополнительных перемещений. Если электрон атома водорода движется по эллиптической орбите, которая тоже может располагаться в различных плоскостях (хОу, хОг гО/у), а вектор внешнего магнитного поля по-прежнему направлен по оси 2 (рис. 13), орбита, [c.37]

Теоретическая неорганическая химия Издание 3 (1976) -- [ c.32 , c.33 ]

Теоретическая неорганическая химия (1969) -- [ c.34 , c.35 ]

Теоретическая неорганическая химия (1971) -- [ c.33 , c.34 ]

Теоретическая неорганическая химия (1969) -- [ c.34 , c.35 ]

Теоретическая неорганическая химия (1971) -- [ c.33 , c.34 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология