Литий распределение электронов в атоме

Химическая связь, как показали в свое время на примере молекулы водорода Гейтлер и Лондон, образуется за счет увеличения (но сравнению с невзаимодействующими атомами водорода, находянщмися на том же расстоянии, что и в молекуле) электронной плотности между атомами. Это увеличение в расчетах по методу МО учитывается с помощью так называемых интегралов перекрывания. Электроны в основном состоянии молекулы занимают орбитали с наи-низшей энергией. На каждой орбитали может находиться по два электрона с нротивополоншыми спинами. Здесь к этой общеизвестной школьной модели добавляется одна тонкость. Вследствие электростатического взаимодействия электроны отталкиваются, в результате чего даже два электрона, находящиеся на одной и той же молекулярной орбитали, имеют тенденцию двигаться по возможности на большем удалении друг от друга. Решение уравнения Шредингера для атома водорода облегчается тем, что единственный электрон 1 этого атома обладает сферической симметрией. В атоме гелия атомная орбиталь вследствие взаимного отталкивания двух электронов 1 уже не обладает сферической симметрией, и с этим связаны трудности в расчетах распределения электронной плотности в атоме гелия. Энергия корреляции движения электронов может достигать примерно 20% общей электронной энергии молекулы и в расчетах учитывается с помощью интегралов электрошого отталкивания . Кроме того, в молекуле существует еще конфигурационное взаимодействие — взаимодействие между самими молекулярными орбиталями. Волновая функция, учитывающая конфигурационное взаимодействие, аналогична по своей записи уравнению для волновой функции, приведенному в 1 этой главы, однако вместо <рг волновых функций атомных орбиталей в ее выражение входят Ф, — волновые функции атомных или молекулярных конфигураций . Под конфигурацией понимается способ распределения электронов по атомным (в атоме) или молекулярным орбиталям (в молекуле). Поясним это понятие на простом примере атома лития, имеющего 1 и электрона. В зависимости от того, находится ли атом в основном или в возбужденном состоянии, электроны по-разному располагаются на двух орбиталях 1 22х и 1 2 2. Таким образом, полная волновая функция, учитывающая конфигурационное взаимодействие, для атома лития будет иметь вид [c.91]

На рис. 6.7 показаны изменения числа занятых электронами энергетических уровней и размеры атомов для элементов группы 1А. У атома лития в ядре имеется три протона, а электроны заселяют два энергетических уровня атомы этого элемента имеют самые маленькие размеры в своей группе. Средний радиус распределения электронов на втором энергетическом уровне в атоме натрия намного меньше, чем в атоме лития, потому что заряд ядра атома натрия гораздо больше, -Ь П. Однако у натрия в отличие от лития заселен еще третий энергетический уровень, и поэтому атом натрия имеет значительно больший общий радиус. При переходе к следующим элементам той же группы с большими порядковыми номерами (и более высокими зарядами ядра) средний радиус распределения электронов для каждого энергетического уровня последова- [c.97]

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]

Не вдаваясь в подробное изложение результатов применения этого метода для изучения строения атомов, ограничимся рассмотрением некоторых отдельных примеров [2]. Водородный атом имеет только один электрон, и так как энергия связи электрона в. АГ-группе всегда больше, чем в -группе, то этот электрон, несомненно, будет 1 -электроном. Атом следующего элемента, гелия, обладающий двумя электронами, должен, таким образом, иметь конфигурацию 1 . Поскольку. ЙГ-группа в атоме гелия заполнена и третий электрон, соответствующий атому лития, принужден войти в -группу, распределение трех электронов будет отвечать конфигурации 1 22х. Атом бериллия завершает заполнение подгруппы 2 , так что следующий электрон уже входит в группу 2р, образуя при этом структуру 15 2 2/ , соответствующую атому бора, и т. д. [c.16]

Каждый атом имеет восемь ближайших соседей, расположенных в вершинах куба. Расстояние до каждого из соседей равно 3,04 А. Весьма интересно, что это расстояние близко к ожидаемому для одно- или двухэлектронной связи между двумя атомами лития. Расстояние одноэлектронной связи Ы — Ы оценивается на основании квантово-механических расчетов в 3,02 А расстояние максимума функции распределения электрона от ядра в свободном атоме Ы [c.388]

В результате нахождения пары электронов одновременно около обоих ядер атомов фтора. Электроны в молекуле перемещаются таким образом, что они приблизительно равномерно распределены вокруг равноценных ядер атомов фтора. Такое симметричное распределение вполне обоснованно, так как оба ядра атомов фтора притягивают электроны связи с равной силой. Атомы в молекуле фтористого лития также удерживаются друг около друга за счет энергии, которая освобождается при нахождении пары электронов одновременно вблизи ядер атомов лития и фтора. Однако в этом случае электроны движутся так, что все время находятся ближе к атому фтора, чем к атому лития. Фтор притягивает эти электроны связи сильнее, чем литий. [c.432]

Как видно из табл. 26.2, для всех металлов, кроме лития, значения расчетных величин энергии кристаллической решетки близки к экспериментальным. Это свидетельствует о достаточной строгости выбранной модели ионной металлической решетки с электронным газом, который равномерно распределен по объему кристалла. Однако для металлов других групп периодической системы, кроме щелочных, расчет по формуле (26.9) приводит к величинам м. значительно превышающим экспериментальные (АЯсубл + 2 ). Из табл. 26.2 следует, что значения энергии кристаллической решетки для щелочно-зе-мельных металлов, вычисленные по ионной модели намного превосходят полученные экспериментально. Это означает, что у щелочно-земельных металлов в отличие от щелочных в ионном взаимодействии принимают участие не все валентные электроны. Чем выше положительный заряд ядра и чем меньше электронных слоев имеет атом, тем больше разница между фактической энергией кристаллической решетки и вычисленной по ионной модели. Очень большие расхождения и Ям свидетельствуют о непригодности ионной модели для этих элементов. [c.343]

ОНИ оказываются ближе к ядру лития, чем валентный 25-электрон в изолированном атоме лития. В табл. 2.1 для среднего радиуса лития было приведено значение 2,53 А. Следовательно, в результате смещения электронного распределения в ионных связях валентные электроны отнюдь не удаляются из окружения каждого из атомов. Перераспределение приводит лишь к тому, что они концентрируются ближе к атому, способному удерживать их более прочно при этом электроны остаются одновременно вблизи обоих ядер. Связи образуются, потому что электроны находятся одновременно вблизи двух или более ядер. [c.105]

Казалось бы, что это находится в противоречии с фактом снижения скорости адсорбции СО при растворении Li20 в NiO, сонровождающомся ростом концентрации Ni + [5]. В связи с этим была высказана гипотеза, что активными центрами адсорбции с минимальной энергией активации являются катионы Ni +, не связанные с катионами Li+. С ростом концентрации L1+ расстояние между двумя катионами Li+ на поверхности сокращается и при 0,4 ат % Li+ оно равно щести катионным узлам. В этих условиях наиболее удаленные катионы Ni + находятся на расстоянии двух-трех катионных узлов от катиона Li+. Предполагается, что снижение активности Ni + вблизи Li+ связано с влиянием электростатического поля, создаваемого избыточным отрицательным зарядО М кислородного иона вблизи Li+. Чем ближе Ni + находится к Li+, тем сильнее взаимодействие его с избыточным отрицательным зарядом, тем выще энергия, которую надо затратить на разрыв этой связи, тем ниже способность его к электронному переходу по уравнению (2). На активность катиона Ni + по уравнению (1) присутствие нескомпенсированного отрицательного заряда вблизи L1+ оказывает активирующее влияние вследствие стремления системы приобрести катион Ni + в соседнем к Li+ катионном узле. 4eiM ближе реагирующий катион Ni + к Li+, тем выше его адсорбционная способность по отношению к кислороду. Неравноценное положение катионов Ni + и Ni + по отношению к примесному катиону с аномальным нескомпенсированным зарядом приводит к неоднородности активных центров адсорбции. При растворении окиси лития в NiO имеет место изменение распределения активных центров по энергиям активации, следствием которого является наблюдаемое изменение кинетического закона адсорбции. С ростом концентрации Li+ число активных центров адсорбции кислорода увеличивается, а СО снижается. [c.74]

Рис. 3.15 дает ответ на поставленный вопрос с помощью графиков амплитуд волновых функций в зависимости от положения вдоль линии центров Ы — Н. Если мы построим вероятность распределения для изолированных атомов (рис. 3.15, а) вдоль наблюдаемого межъядерного расстояния (1,61 А), молекулярная орбиталь, соответствующая идеальному обобществлению электронов, будет представлять собой сумму этих функций. Это первое приближение к связывающей МО, которая всегда стягивает электроны к центру связи, в связывающую область (на рис. 3.15, б эта область заштрихована). Однако, поскольку атом водорода притягивает связывающие электроны сильнее, чем атом лития, возможен дополнительный выигрыш энергии в том случае, если вероятность распределения несколько сместится в сторону атома водорода. Следует отмётить, что, как вид- [c.98]

СвНа, N02, 1N, СООСНз). Помимо упомянутых на стр. 104 параметров, для этих соединений при оптимизации их геометрии варьировались также сферические координаты гъи и pLi атома лития по отношению к концевому С-атому. Найденные для оптимизированных структур характеристики включены в табл. 3-8. За соответствующие исходные величины были приняты 2.0, О и 0. Распределение электронной плотности в простейшем из этих агентов (СНдСНгЬ ) показано на рис. 3-6 геометрию и электронную структуру остальных соединений СНзСН(Х)Ь1 иллюстрируют рис. 3-7—3-11. [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология