Атомы уровни энергии

Расчеты показали, что хотя ССП АО и отличаются от орбиталей атома водорода, но они характеризуются такими же квантовыми числами и сохраняют характер распределения электронной плотности, присущий атому водорода. В отличие от атома водорода энергия многоэлектронного атома зависит не только от главного квантового числа п, но и от побочного числа I. Уровень энергии с данным п расщепляется на подуровни, определяемые квантовым числом /. [c.23]

Каждый уровень энергии любой атомной системы не является бесконечно узким, а имеет определенную энергетическую ширину. Если атом не взаимодействует ни с какими другими частицами, т. е. может быть рассмотрен как изолированный, то согласно соотношению неопределенности Гайзенберга ширина каждого (-го уровня определяется из формулы /г/2лт,-, где тг — время [c.11]

Очевидно, чем больше времени атом проводит в -м состоянии, тем уже уровень энергии данного состояния. Времена жизни возбужденных электронных состояний атома, как правило, равны десяткам наносекунд, поэтому ширины уровней этих состояний соответствуют значениям порядка см . [c.12]

Определить энергию фотона (в электрон-вольтах), испускаемого атомом водорода при переходе его из возбужденного состояния в основное, если электрон при этом перескакивает с -уровня на К-уровень. Энергия возбуждения составляет 234,14 ккал/г-атом. [c.68]

Пленочной теории пассивности противоречит обнаруженное резкое торможение скорости растворения платины в соляной кислоте, обусловленное адсорбцией таких количеств кислорода, которых явно недостаточно для образования одного монослоя. Действие адсорбированного кислорода в этом случае аналогично действию малейших следов яда, отравляющего поверхность катализатора. Согласно электрохимической теории пассивности, замедление скорости анодного процесса на пассивном металле объясняется не тем, что его поверхность изолируется от раствора окисной пленкой. Наступление пассивного состояния в рамках этой теории связывается с изменением энергетического состояния поверхностных атомов металла. При обсуждении механизма анодного растворения металлов в активном состоянии было показано, что этот процесс протекает преимущественно на наименее прочно связанных атомах дислоцированных в дефектных местах кристаллической решетки. Именно такие атомы в первую очередь вступают в адсорбционное взаимодействие с кислородом воды, в определенной степени теряя свойственный им избыток энергии. Такой атом, связанный с кислородом, переходит иа более глубокий уровень энергии, что влечет за собой повышение энергии активации ионизации и, в конечном счете, торможение скорости ионизации металла. [c.203]

После фотоэлектронного поглощения атом находится в высоковозбужденном состоянии. Вакансия, созданная фотоэлектронным поглощением, будет заполнена электроном с более высоколежащей оболочки. Разность энергии между этими двумя уровнями, например, вакансией в К-оболочке и вакансией в Ьз-оболочке, испускается в виде рентгеновского фотона. Это рентгеновское излучение называют характеристическим , потому что его энергия (или длина волны) различны для каждого элемента, так как всякий элемент имеет свой собственный уровень энергии. [c.64]

Выяснение механизма катализа не следует сводить к изучению самих каталитических реакций, а оно должно представлять исследование всех изменений, происходящих под влиянием катализатора. Такой подход найден в интерпретации явлений катализа на основании электронной теории. Согласно электронной теории химические соединения осуществляются с помощью электронов,, удерживаемых сообща двумя атомами. Постоянно происходит обмен энергией между свободно двигающимися электронами и атомами. Когда электрон подходит вплотную к атому и энергия этого свободного электрона превышает известный уровень, вся его энергия может перейти к валентным электронам, лежащим на поверхности атома. В сильно полярных соединениях электроны переходят с наружной оболочки электроположительных атомов на наружные оболочки электроотрицательных атомов, создавая устойчивые электронные группы. Первичные валентные отношения зависят от числа электронов, которые могут передаваться. [c.67]

По теории Бора каждый атом может находиться лишь в дискретном ряде стационарных (устойчивых) состояний, характеризующихся определенными значениями энергии в этих состояниях атом не излучает. При поглощении определенной порции (кванта) света или при ином энергетическом воздействии атом переходит на более высокий уровень энергии, при излучении — опускается на более низкий. Возможным переходам между энергетическими уровнями соответствует группировка спектральных линий в серии, наблюдаемая в спектрах излучения и поглощения атомов и молекул. По положению спектральных линий в спектре можно судить об уровнях энергии и внутреннем строении атома, а по [c.12]

Электроны, вращающиеся вокруг ядра, связаны с ним энергией, величина которой зависит от энергетического уровня электрона. Чем выше этот уровень, тем меньше энергия связи. Чтобы оторвать электрон от ядра, нужно сообщить атому определенную энергию, превышающую энергию связи. Таким образом, превращение атома в положительно заряженный ион — эндотермический процесс. [c.45]

Эйнштейн приписывает также атому два коэфициента вероятностей, характеризующих эффективность, с которой поле излучения вызывает переходы. Предполагается, что поле излучения изотропно неполяризовано и имеет энергию р (а) da в единице объема, соответствующую волновому числу, лежащему в пределах от о до о da. Если С есть уровень энергии, лежащей выше Л (где А уже теперь необязательно возбужденный уровень), то поле вызывает переходы от Л к С, сопровождающие поглощение в количестве [c.85]

Когда атом не возмущен внешними полями, то его гамильтониан коммутирует с результирующим моментом количества движения J. Вследствие (3.22) уровень энергии, соответствующий данному значению у, имеет вырождение кратности (2у 1) каждое из отдельных состояний характеризуется различным значением т. Такую систему (2у-[-1) состояний мы будем называть уровнем. При наличии возмущения, когда не все состояния имеют одну и ту же энергию, представляется удобным оставить за такой системой состояний то же название, так что мы будем употреблять слово уровень и в этом широком смысле. Аналогично, мы определяем слово линия для обозначения излучения, связанного со всеми возможными переходами между состояниями, принадлежащими к двум уровням. Излучение, возникающее при переходе между некоторой парой состояний, мы называем компонентой линии. Все компоненты имеют то же волновое число, за исключением случая, когда атом возмущен внешним полем. [c.100]

Любой атом представляет собой совокупность атомного ядра и электронов. Вся система обладает определенной энергией. Эта энергия (речь идет об энергии в химических превращениях) в основном представляет собой энергию электронов, являющуюся суммой кинетической и потенциальной энергий взаимодействия электронов между собой и с ядром. Чем ниже уровень энергии любой системы, тем большей устойчивостью обладает эта система. Обобщая, можно сказать, что причина образования молекулы из двух атомов заключается в понижении полной энергии при сближении атомов, т. е. в основном в понижении энергии электронов. [c.25]

Некогерентное атомное рассеяние возникает потому, что падающий электрон может возбудить атом на любой более высокий уровень энергии. Электрон при этом теряет соответствующее количество энергии, и, следовательно, электроны, претерпевшие некогерентное рассеяние, могут иметь широкий спектр длин волн. Некогерентное атомное рассеяние очень быстро спадает с ростом угла 0 между падающим и рассеянным пучками и не [c.95]

В некоторых случаях подсчёт числа соударений возбуждённых атомов с электронами приводит к ничтожно малому числу ионов, образуемых таким процессом,—много меньше наблюдаемой ступенчатой ионизации. Объяснение, почему ионизация и возбуждение ступенями всё же имеют место, может быть дано на основе представления о диффузии резонансного излучения. Резонансным излучением называется такое излучение, при котором конечный уровень энергии электрона является нормальным уровнем, соответствующим отсутствию возбуждения. В этом случае, если атом предварительно возбуждён путём поглощения света, при обратном переходе электрона излучается свет точно такой же длины волны, как тот, поглощение которого привело [c.105]

Конечно, обычно для обозначения всех понятий используют более научный язык. Например, значения энергии, которой обладает атом, указывают на вертикальной шкале и называют уровнями энергии. На рис. 15-7 представлена схема уровней энергии атома водорода. Каждый уровень энергии характеризуется целым числом п, причем самый низкий уровенЬ имеет п—1. [c.385]

При таком распределении электронов атом углерода имеет четыре наполовину заполненные валентные орбиты. Состояние (37) менее устойчиво, чем (34), так как один электрон переходит с 25-уровня энергии на несколько более высокой 2р-уровень энергии. Этот процесс называется активированием электрона. С другой стороны, энергия активирования не очень велика, и благодаря этому атом углерода приобретает способность к образованию четырех ковалентных связей. Каждая ковалентная связь увеличивает устойчивость на большую величину, чем просто для компенсации энергии, затраченной на активирование одного из 25-электронов. По схеме (37) атом углерода может обобщить электроны, например, с четырьмя атомами водорода или четырьмя атомами фтора. Следовательно, углерод четырехвалентен [c.426]

В процессе 7) молекула или атом А переходят на более высокий энергетический уровень, а X возвращается в основное состояние (или вообще на более низкий уровень энергии). [c.273]

При обратном перескоке электронов атом возвращается в нормальное состояние, испуская точно такие же кванты энергии. Энергия электрона является его основной характеристикой, определяющей орбиту электрона. Запас энергии электрона определяет уровень энергии , которой обладает электрон. [c.31]

Наиболее важными дентрами окраски являются / -центры, в которых катион, находящийся в междуузлиях кристаллической решетки, захватывает электрон и при этом образуется свободный металлический атом , уровень энергии которого расположен между зоной проводимости и валентной зоной. Электрон может быть также захвачен примесным катионом или может занять анионную вакансию в кристаллической решетке. Имеются и другие типы центров окраски, среди которых наиболее изучены К-центры. [c.157]

При переходе электрона к атому бора последний заряжается отрицательно, а вблизи атома кремния, откуда ушел электрон, локализуется дырка. Примеси, ведущие себя в кремнии подобно бору, называются акцепторами. Уровень энергии акцепторного атома располагается внутри зоны запрещенных энергий вблизи потолка валентной зоны и отделен от последней энергетическим зазором Д а (энергией активации акцептора) (рис. 133, б). Возбуждение электрической проводимости связано с захватом валентного электрона кремния акцепторной примесью и появлением дырки в валентной зоне. При этом электроны в зоне проводимости отсутствуют. При приложении внешнего электрического поля дырки в валентной зоне перемещаются за счет скачкообразного перехода электронов, как это происходит в собственном полупроводнике. Полупроводник, легированный акцепторной примесью, обладает только дырочной проводимостью и называется полупроводником р-типа (от positive — положительный). Электрическая проводимость описывается уравнением [c.315]

Если атом водорода поместить в сильное электрическое ноле, то его энергетические уровни расш,енляются, т. е. появляются новые уровни, лежаш,ие выше и ниже первоначальных (эффект Штарка). Разность между любыми двумя соседними уровнями пропорциональна напряженности ноля. Было показано [120, 133], что такое же действие могут оказывать электрические поля, создаваемые лигандами в области комплекса, где расположен центральный ион переходного металла. В частности, поле кубической симметрии, создаваемое шестью молекулами воды в вершинах правильного октаэдра вокруг иона Со +, расщепляет исходный одиночный уровень энергии на три уровня, причем расстояние между соседними уровнями составляет около 10 см , или 28 ккал. Эффект небольшого искажения правильного октаэдра можно учесть, вводя дополнительное ромбическое поле, которое накладывается на идеальное кубическое поле. Это приводит к дальнейшему расщеплению двух нижних уровней в триплеты, в каждом из которых расстояние между уровнями значительно меньше, как это показано на схеме [c.193]

Возвращение атома с метастабильного уровня на основной (нормальный) уровень энергии при обычных условиях происходит двумя путями 1) либо в результате столкновения с электроном атом переходит в более высокое возбужденное состояние, из которого возможен переход в нормальное состояние с излучением 2) либо в результате передачи энергии возбужденного атома другому атому (удары второго рода) сам атом переходит в нор.мальное состояние без излучения. [c.12]

Такие сопряженные альтернантные углеводороды с нечетным числом членов имеют одну несвязывающую молекулярную орбиту. Если принять значение кулоновского интеграла атома углерода за произвольный нулевой уровень энергии, то эта орбита будет также иметь нулевую энергию. Коэффициенты Сог, характеризующие вклад каждой атомной я-орбиты в эту молекулярную орбиту с нулевой энергией, очень легко определяются на основании следующих правил 1) Со. = 0 для всех атомов, не отмеченных звездочкой 2) для группы отмеченных звездочкой атомов, непосредственно примыкающих к любому данному не отмеченному атому =0 3) в целом для всей системы отмеченных и не [c.170]

Для этих элементов Хольтсмарк (НоЬзтагк, 1923) обнаружил интересное отклонение от аакона Моали. Частоты границ абсорбции этих элементов расположены, согласно закону Мозли, на продолжении прямой, соединяющей аналогичные частоты для более тяжелых элементов, только в тех случаях (еслд частоты были определены экспериментально для соединений этих эл[ементов), когда атомы этих легких элементов можно рассматривать в качестве отрицательно заряженных, например кислород в окиси меди. Нейтральные же элементы с атомным весом ниже неона обладают слишком низким потенциалом возбуждения для К-спектра. Это объясняется тем, что условие возбуждения серии К, оказывающееся для элементов с высоким атомным весом всегда выполненным (а именно чтобы орбиты ближайших высших уровней энергии были полностью заполнены), в данном случае выполняется только тогда, когда атом заряжен отрицательно. Если следующий более высокий уровень энергии (л = 2) еще заполнен не до конца, то, конечно, перескок электрона, вращающегося непосредственно вокруг ядра, на уровень с ге = 2 возможен и работа, соответствующая этому процессу, или отвечающая ей частота не могут быть определены по закону Мозли. Это исключение из общего правила подтверждает закономерность и вместе с тем основанную на этой закономерности теорию. [c.261]

Электронная структура атомарного кислорода представлена на рис. 52,а. Точки на рисунке обозначают не положения электронов, а только число их иа определенной орбите. Вышеупомянутая /(-оболочка содержит два электрона в так называемой 15-орбите. Эта орбита (так же как и все -орбиты) сферически симметрична в отношении ядра. Показанная -оболочка содержит четыре орбиты 2 , 2р , 2р, и 2 р,, из которых каждая может содержать два электрона. 25-орбита является сферически симметричной, тогда как р-орбиты ориентированы вдоль координата, у и г. Уровень энергии 25-орбиты заметно ниже уровня равноэнергетическнх р-орбит. Поэтому уровень 2з заполнен двумя электронами, тогда как остальные четыре могут быть распределены между 2р-орбитами. Эти четыре электрона распределены таким образом два находятся в одной р-ор-бите и по одному в каждой из остальных р-орбит. Изложенное выше является упрон1,енным описанием подроб]ЮЙ электронной структуры нейтрального атома кислорода в его основном или наииизшем энергетическом состоянии. Возможность вхождения электрона в каждую из двух не полностью занятых 2р-орбит, например путем деления электрона или перекрывания орбиты другого атома, создает возможность образования химической связи. Нейтральный атом водорода описывается просто как ядро, окруженное 15-орбитой, содержащей один электрон. [c.268]

Сходную, хотя и несколько отличную перестройку можно представить в тех случаях, когда атом углерода связывается с тремя другими атомами, например в этене (этилен) (см. разд. 1.3.2) при этом три хр -гибридные атомные орбитали располагаются в одной плоскости под углами 120° друг к другу плоскостная, или тригональная, гибридизация). Наконец, когда атом углерода связывается с двумя другими атомами, например в этине (ацетилен) (см. разд. 1.3.3), две б р -гибридные атомные орбитали расположены под углом 180° дигональная, или линейная, гибридизация). В каждом случае в гибридизации участвует х-орбиталь, поскольку она имеет самый низкий уровень энергии. [c.13]

При захвате нейтрона ядро переходит в сильно возбужденное промежуточное ядро. Энергия возбуждения, которая примерно соответствует энергии связи захваченного нейтрона (— 8 Мэв), очень быстро теряется вследствие у-излучения. Переход в основное состояние может проходить через различные энергетические уровни в зависимости от числа и энергии у-квантов. Один из этих энергетических уровней может быть метастабнльным. Атом сравнительно долго остается на этом уровне. Если переход в основное состояние совершается с определенным периодом полураспада, то имеются изомерные пары, т. е. метастабильный уровень энергии одновременно является уровнем возбужденного изомера. При захвате стабильным ядром брома-79 медленного нейтрона образуется сильно возбужденное промежуточное ядро брома-80. Наряду с непосредственным переходом в основное состояние оно может переходить, испуская два у-кванта, на метастабильный уровень энергии. [c.301]

К рассмотрению процесса вторичной эмиссип за счёт потенциальной энергии положительного иона при.ложимы методы волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода э.чектрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона. Наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к. энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При прнближен1Ш положительного иона к новерхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом в возбуждённом состоянии. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении второго рода. Справедливость такой точки зрения подтверждается тем, что эмиссия электронов из [c.92]

Другим фактором, способствующим ступенчатой ионизации, является наличие метастабильных состояний атома. Для того чтобы электрон вернулся с метастабильного уровня на основной уровень энергий, нужно электрон сначала поднять новым соударением первого рода или поглощением соответствующего светового кванта на другой, более высокий уровень, с которого он может перейти непосредственно на основной уровень с превраще-нпем энергии возбуждения атома в энергию излучения. Или же метастабильный атом должен отдать энергию возбуждения медленному электрону или нейтральному атому при встрече с ним. [c.106]

Как и ко всем другим элементарным процессам, к процессу вторичной эмиссии за счёт потенциальной энергии положительного иона приложимы мето Ды волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода электрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона [598]. При этом наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При приближении положительного иона к поверхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором, хотя и малом, расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом не в нормальном состоянии, а в возбуждённом. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении И рода. Справедливост такой точки зрения, как это показывают опыты, подтверждается тем, что эмиссия электронов из металла наблюдается также при непосредственном воздействии на катод имеющихся в газе при разряде метастабильных атомов [585, 586]. В работах [585, 586] указан способ получить пучок метастабильных атомов гелия, заставляя ионы гелия падать под очень острым углом на металлическую поверхность. Скорости вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами гелия, лежали в пределах. от 2 вольт до (0 — 9), где Им —энергия метаста-бильного атома, ср — работа выхода электрона из металла в эл.-в. В случае разряда в гелии при катоде из молибдена скорость вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами (С/м = 19,77), достигала 15 вольт. Число метастабильных атомов, не теряющих своей энергии на поверхности металла и, следовательно, отражаемых в качестве метастаби-лей же в зависимости от условий опыта, лежало в пределах от 10 до 50%. Наличие процесса поверхностной ионизации, производимой метастабильными атомами, и значение этого эффекта в разряде показаны также опытами Спивака и Рейхруделя [599]. О поверхностной ионизации ударами положительных ионов смотрите также [593, 594, 635—637, 639, 641, 657, 658, 667, 668], отрицательных — [671]. [c.191]

Ионизащ1Я атома состоит в полном удалении электрона нз сферы действия ядра — математически говоря, в удалении электрона в бесконечность. Обратному переходу электрона из бесконечности на какой-либо определённый уровень энергии в атоме соответствует граница той серии спектральных линий, для которой этот уровень является нижним уровнем. Границе серии соответствует линия с наибольшей возможной в этой серии частотой V, равной vrp. Значение произведения /IV, соответствующее границе серии спектральных линий, у которой нижним уровнем является основной энергетический уровень валентного электрона в нормальном невозбуждённом атоме, равно энергии, которую нужно затратить, чтобы ионизовать атом. Если атом ионизуется вследствие удара о него электрона, то эта энергия берётся за счёт кинетической энергии движения электрона. Поэтому ионизация атома при столкновении с электроном может произойти лишь в том случае, если кинетическая энергия электрона достаточно для этого велика. Энергия электрона накопляется за счёт работы электрического поля, ускоряющего электрон, и определяется соотношением [c.194]

Время пребывания атома в возбуждённом состоянии. Ступенчатые ионизация и возбуждение. Диффузия резонансного излучения. Метастабнльные состояния. При детальном изучении электрических явлений в газах важное значение имеет вопрос о том, в течение какого промежутка времени т атом остаётся в возбуждённом состоянии. Переход электрона в возбуждённом атоме на нормальный уровень энергии с излучением энергии возбуждения в виде светового кванта совершается без участия какого-либо внешнего воздействия и носит поэтому название спонтанного перехода. [c.207]

Другим фактором, способствуюш,им ступенчатой ионизации, является наличие так называемых метастабильных состояний атома. Согласно теории атома не все переходы электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий могут происходить путём излучения соответствующего кванта света. Некоторые переходы, как выражаются в теории атома, запрещены . Запреты фиксируются определёнными соотношениями между квантовыми числами энергетических уровнен. Уровни энергии, с которых электрон не может перейти спонтанно (путём излучения света) ни на основной, ни на один из других нижележащих уровней, называются метастабильными уровнями, соответствующее состояние атома — метастабильным состоянием, а сам атом в таком состоянии — метастаб1ыьным атомом. Для того чтобы электрон всё же вернулся с метастабильного уровня иа основной уровень энергии, нужно электрон сначала поднять новым соударением первого рода или поглощением соответствующего светового кванта на другой, более высокий уровень, с которого он может перейти непосредственно на основной уровень с превращением энергии возбуждения атома в энергию излучения. Более детальное рассмотрение вопроса о метастабильных состояниях в квантовой механике показывает, что спонтанный переход с метастабильного уровня на уровень, лежащий ниже, всё же возможен, но только вероятность такого перехода чрезвычайно мала, переходы чрезвычайно редки ). Предоставленный самому себе метастабильный атом остаётся на верхнем энергетическом уровне в течение времени, много большего, чем иужно для того, чтобы в лабораторных условиях газового разряда атом был выведен из этого состояния под действием одной из указанных выше причин или при взаимодействии со стенкой разрядной трубки. Поэтому в обычных условиях запрещённые спектральные линии, соответствующие переходам с метастабильных. состояний, не могут быть обнаружены вследствие их крайне малой интенсивности. Однако не в лабораторном, а в мировом масштабе такие запрещённые линии удаётся обнаружить. Так, в спектрах некоторых туманностей звёздного неба, представляющих собой газы в очень разреженном состоянии, были обнаружены доволшо яркие линии, не наблюдаемые, в зем- [c.210]

Если атом получит энергию возбуждения большую, чем того гребует переход его на самый высокий энергетический уровень, что соответствует переходу электрона на самую далекую орбиту, то электрон будет оторван и выброшен за пределы атома, произойдет ионизация атома. Энергия, необходимая для отрыва электрона, носит название потенциала ионизации и измеряется а электрон-вольтах. Если у атома имеется более одного валент-лого электрона, то он может быть ионизован дважды трижды % более (однократная, двукратная и т. д. ионизация). [c.148]