Электрон волновой характер

Робин и Дей [57] отметили, что на рис. 10.27,6 один из энергетических минимумов соответствует электронной волновой функции, описывающей состояние, в котором неспаренный электрон находится в основном на одном атоме металла, но и в небольшой степени делокализован на другом атоме. Эти авторы предположили, что соединения смешанной валентности можно разделить на три класса (I — 1П) в зависимости от характера распределения электронной плотности на двух металлических центрах (делокализация отсутствует, небольшая делокализация, полная делокализация электронной плотности между двумя центрами). [c.122]

Как и ньютоновские уравнения движения, уравнение движения электрона не имеет вывода все они являются последовательными математическими описаниями определенных явлений природы. Однако для электрона окончательная форма уравнения довольно сложна. Эю обусловливается, по-видимому, тем, что в нем отражается сочетание ряда различных сторон явления. Окончательное уравнение должно отражать волновой характер электрона и вероятностный характер наших измерений. Это вынуждает нас воспользоваться волновым уравнением и попытаться придать ему корпускулярный характер с помощью соотношения де Бройля. Для учета волновых свойств электрона в нашем уравнении воспользуемся общим уравнением волнового движения в частных производных (2-7) или в более простой форме (2-7а). [c.48]

Квантование энергии, волновой характер движения микрочастиц, принцип неопределенности — все это показывает, что классическая механика совершенно непригодна для описания поведения микрочастиц. Так, состояние электрона в атоме нельзя представить как движение материальной частицы по какой-то орбите. Квантовая механика отказывается от уточнения положения электрона в пространстве она заменяет классическое понятие точного нахождения частицы понятием статистической вероятности нахождения электрона в данной точке пространства или в элементе объема с1У вокруг ядра. [c.12]

Вследствие волнового характера движения электрона атом не имеет строго определенных границ. Поэтому измерить абсолютные размеры атомов невозможно. За радиус свободного атома можно принять теоретически рассчитанное положение главного максимума плотности внешних элм<тронных облаков (рис. 16). Это так называемый орбитальный радиус. Практически приходится иметь дело с радиусами атомов, связанных друг с другом тем или иным типом химической связи. Такие радиусы следует рассматривать как некоторые эффективные (т. е. проявляющие себя в действии) величины. Эффективные радиусы определяют при изучении строения молекул и кристаллов. [c.35]

Волновой характер имеют не только электроны, но также протоны, нейтроны (разд. 3.5) и другие частицы. Их длины волн можно рассчитать по уравнению де Бройля, подставляя в него соответствующие значения масс частиц. Относительная способность разных атомов кристалла рассеивать нейтроны отличается от соответствующей способности рассеивать рентгеновские лучи. Как следствие этого, изучение дифракции нейтронов кристаллами дает дополнительную информацию к той, которую можно получить при изучении дифракции рентгеновских лучей. Оказалось, что дифракция нейтронов дает особенно ценную информацию о расположении атомов водорода в кристалле, содержащем более тяжелые атомы, а также при изучении веществ, обладающих магнитными свойствами. [c.72]

Квантование энергии, волновой характер движения микрочастиц, невозможность одновременно оценить положение и скорость их движения показывают, что классическая механика непригодна для описания поведения микрочастиц. В частности, непригодно представление о движении электрона в атоме по какой-то орбите Согласно квантовой механике можно лишь говорить о вероятности нахождения электрона в данной точке пространства вокруг ядра. [c.18]

Поскольку движение электрона имеет волновой характер, квантовая механика описывает его состояние в атоме с помощью так называемой волновой функции ЧЛ Можно провести некоторую аналогию между волновой функцией и амплитудой колебания, электронной волной и стоячей волной. Волна движется только в одной плоскости (рис. 4), поэтому ее амплитуда — функция одной координаты Ч = 1(х). [c.18]

Волновая функция. Поскольку движение электрона имеет волновой характер, квантовая механика описывает его движение в атоме при помощи так называемой волновой функции . В разных точках атомного пространства эта функция принимает разные значения. Математически это записывается равенством 1)3=113 (л , у, г), где х,у,г — координаты точки. Физический смысл волновой функции объяснить пока трудно. Имеет определенный физический смысл ее квадрат 1)5 он характеризует вероятность нахождения электрона в данной точке атомного пространства. Величина 1 з2 У представляет собой вероятность обнаружения рассматриваемой частицы в элементе объема. У. . [c.9]

Длину волны такой частицы часто называют длиной волны де Бройля. Для любой частицы с массой т и известной скоростью длину волны де Бройля можно рассчитать. Например, для электрона с энергией около 1,6- 10" эрг, а это довольно низкая энергия, длина волны де Бройля будет порядка 1,2 А. Эта величина примерно соответствует параметрам кристаллических решеток. Используя близость значений кристаллических параметров и длины волны де Бройля для электрона с энергией около 1,6-10 эрг, Дэвиссон и Джермер показали, что электрон и в действительности имеет волновой характер. Применяя кристалл никеля как дифракционную решетку, они получили дифракционную картину, которую можно было легко объяснить с помощью волнового движения электрона. Если об истинности корпускулярного характера электрона может возникнуть вопрос, то волновые свойства были обнаружены для таких бесспорно материальных частиц, как нейтрон и атом гелия. [c.41]

В волновых свойствах электрона заложен первый из двух основных принципов волновой механики. Вторым является принцип неопределенности Гейзенберга, который находит свое выражение в статистической природе наших наблюдений. Мы уже видели ранее, что до появления волновой механики модели систем атомных размеров обычно строили в соответствии с повседневным опытом. С появлением дилеммы волна — частица впервые оказалось невозможным построение такой детерминистской модели. Это может вызвать сомнения в необходимости рассмотрения волнового характера частиц. Но одновременно возникает вопрос позволит ли последовательное корпускулярное рассмотрение создать такую модель. Весьма возможно, что в случае атома положение может быть совсем иным, нежели в макроскопическом мире. [c.42]

С позиций волновой механики ( 4 доп. 13) валентная связь осуществляется электронным облаком, характер распределения плотности которого между атомами и определяет природу связи. Общая плотность валентного электронного облака не обязательно должна точно соответствовать двум, четырем или шести электронам, т. е. действительный порядок (р) ковалентной связи может более или менее отклоняться от ее целочисленной кратности (1, 2 или 3). Это имеет место тогда, когда общая плотность валентного электронного облака либо увеличивается (за счет облака свободных электронов одного из атомов или облака соседней валентной связи), либо умень-щается (в результате присвоения части валентного электронного облака одним из атомов или соседней валентной связью). Подобные смещения электронных облаков в молекулах часто обозначают изогнутыми стрелками. Изложенное может быть иллюстрировано следующими схемами [c.93]

В 1924 г. Луи де Бройль высказал гипотезу, что все объекты микромира характеризуются двойственной природой, обладая одновременно свойствами частицы и волны. Волновой характер электрона был доказан экспериментально пучок электронов, рассеиваемый кристаллом, дает такую же дифракционную картину, как и рентгеновское излучение. [c.29]

Свойства атомов, такие, как их размер, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, степень окисления, связаны с электронной конфигурацией атома. В их изменении с увеличением порядкового номера элемента наблюдается периодичность. Рассмотрим наиболее важные периодические свойства атомов. Атомы не имеют строго очерченных границ из-за волнового характера движения электронов. В расчетах пользуются так называемыми эффективными или кажущимися радиусами, определяемыми из экспериментальных данных по межъядерным расстояниям в молекулах и кристаллах. При этом атомы представляют в виде соприкасающихся друг с другом несжимаемых шаров. Радиус атома — важная его характеристика. Чем больше радиус атома, тем слабее удерживаются внешние электроны, т. е. слабее притягиваются к ядру. [c.34]

Уравнение имеет решения только при некоторых определенных значениях энергии электрона. Квантовый характер поведения электрона в атоме вытекает как следствие решения уравнения, использующего волновые характеристики движения электрона. [c.55]

Теория строения атома основана на законах, описывающих движение микрочастиц (электронов, атомов, молекул) и их систем (например, кристаллов). Массы и размеры микрочастиц чрезвычайно малы по сравнению с массами и размерами макроскопических тел. Поэтому свойства и закономерности движения отдельной микрочастицы качественно отличаются от свойств и закономерностей движения макроскопического тела, изучаемых классической физикой. Движение и взаимодействия микрочастиц описывает квантовая (или волновая) механики. Она основывается на представлении о квантовании энергии, волновом характере движения микрочастиц и вероятностном (статистическом) методе описания микрообъектов. [c.16]

Волновой характер электрона [c.70]

До 1924 г. ученые считали, что наблюдаемые свойства электрона вполне соответствуют представлениям о нем как об очень небольшой электрически заряженной частице, во всем похожей, кроме размера, на шарик подшипника, несущий электрический заряд. Но в 1924 г. французский физик Луи де Бройль (род. в 1892 г.) установил волновой характер электрона. Исследуя квантовую теорию при подготовке докторской диссертации в Парижском университете, он установил, что выявляется поразительная аналогия между свойствами электронов и свойствами фотонов, если движущемуся электрону приписать некоторую длину волны. Такая длина волны электрона называется сейчас длиной волны де Бройля. [c.70]

После первого периода распространения этих новых представлений о природе света и электронов, ученые приняли такого рода идеи и обнаружили, что обычно можно предвидеть, когда в определенном эксперименте луч света следует описывать главным образом через длину волны, а когда определять через энергию и массу фотона. Иными словами, они научились правильно определять, когда целесообразно рассматривать свет состоящим из волн, а когда считать его состоящим из частиц — фотонов. Они научились точно так же распознавать, когда следует рассматривать электрон как частицу, а когда как волну. В некоторых опытах как волновой характер, так и корпускулярный характер сказываются весьма значительно, и в этих случаях необходимо провести тщательное теоретическое исследование с применением уравнений квантовой механики, чтобы предсказать поведение света или электрона. Можно задать и другие вопросы существуют ли электроны и как они выглядят [c.73]

Другая форма представления орбиталей показана на рис. 6-5 этот трехмерный график, начерченный с помощью ЭВМ, включает как радиальную, так и угловую функции [9]. И все-таки это не реальные фотографии орбиталей, а лишь сечения волновой функции только в одной плоскости. По вертикальной шкале отложена величина ч для каждой точки в плоскости ху. Эти диаграммы показывают, как меняются знак и величина функции в плоскости ху, кроме того, они помогают нам наглядно представить себе волнообразный характер электронной волновой функции. С другой стороны, в них не проявляются свойства симметрии, которые хорошо видны на таких более простых схемах, как рис. 6-4. [c.255]

В квантовой механике, открытой Шредингером в 1926 г., исходными являются два главных положения 1) движение электрона носит волновой характер 2) наши знания имеют вероятностный или статистический характер. [c.26]

Амплитуда колебаний атомных ядер во много раз (пропорцжо-нально квадратному корню из отнощения масс) меньше, чем электронов. Поэтому атомные ядра, принадлежащие данной молекуле, вместе со всеми своими электронами, кроме валентных (т. е. атомные остовы), связанные направленными межатомными связями, представляют собой довольно резко локализованный остов молекулы. Понятно, что форма молекулы зависит от строения остова, которое в свою очередь определяется характером межатомных связей, их направлением. Но, как мы знаем, направление межатомных связей задается той или иной комбинацией атомных орбита-лей, т. е. пространственной конфигурацией соответствующих электронных волновых функций, связанной с симметрией поля сил между атомным ядром и электронами, Так, в результате коаксиальной -гибридизации трехатомные молекулы галогенидов элементов И группы в газообразном состоянии имеют остов линейной формы. Четырехатомные молекулы, например ВРз, благодаря 5р2-гибридизации приобретают остов, в котором все соединяющие атомные остовы три связи располагаются в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Тетраэдрическое строение остова пятиатомных молекул типа СН4 и ССЦ обусловлено р -гибридизацией к такой же конфигурации остова молекул приводит х -гибриди-зация.. Существуют также октаэдрическая ( р -гибридизация, плоская квадратная 5/7 -гибридизация, тригональная бипирами-дальная ( 5,о -гибридизация, каадратная пирамидальная 5р -гиб-ридизация и др. [c.84]

Вернемся к описанию молекул с помощью МО и детально рассмотрим положения, высказанные на стр. 256. В качестве примера опять выберем молекулу бензола. Предполагается, что каждый из шести л-электронов движется в потенциальном поле, создаваемом ядрами, а-электронами и остальными я-электронами. Это значит, что можно рассматривать каждый электрон в отдельности, вводя для этого эффективный гамильтониан Н. Точное выражение для Н написать очень трудно, поскольку оно получается усреднением по всем остальным электронам, волновые функции которых должны быть для этого известны. Поэтому в большинстве случаев не делают или почти не делают попыток найти Н в явном виде, а предпочитают определять величины, зависящие от Н, из экспериментальных данных для какой-либо одной молекулы. В этом смысле окончательные значения энергии имеют эмпирический характер, так же как и в методе ВС. [c.271]

Формулы (177) и (178) подтвердились на опыте. Однако моделью Бора является противоречивой, так как нельзя говорить о траектории движения электрона в атоме ввиду волнового характера его движения. Квантовомеханическая теория, учитывающая волновые свойства электрона, дает возможность точно определять свойства простейшего атома водорода и приближенно рассмотреть свойства более сложных атомов. Квантовые условия дискретности должны непосредственно вытекать из общей теории. Такой теорией является квантовая механика. [c.69]

Прямые опытные данные, подтверждающие во.т1НОвые свойства электрона. Волновой характер движущихся электронов был с несомпеппостью установлен благодаря работам американского физика К. Дж. Девиссона (1881—1958) и английского физика Дж. П. Томсона (родился в 1892 г.). Эти исследователи обнарун или, что рассеиваемые кристаллами электроны [c.155]

Мз квантовой теории света следует, что фотон неспособен дро биться он взаимодейстпует как целое с электроном металла, вы бивая его из пластинки как целое он взаимодействует и со светочувствительным веществом фотографической пленки, вызывая ес потемнение в определенной точке, н т. д. В этом смысле фотон ведет себя подобно частице, т. е. проявляет к о р н у с к у л я р ы с свойства. Однако фотон обладает и волновыми свойствами это проявляется в волновом. характере распространения света, в способности фотона к интерференции и дифракции. Фотом отличается от частицы в классическом понимании этого термина тем, что его точное положение в пространстве, как и точное положение любой волны, не может быть указано. Но он отличается и от классической волны — неспособностью делиться на части. Объединяя в себе корпускулярные и волновые свойства, фотон не является, строго говоря, ни частицей, ни волной, — ему присунда корпускулярно-волновая двойственность. [c.66]

Исследование атомных и молекулярных спектров обнаруживает волновой характер поведения электронов. На этой основе Шрёдингером было предложено для электрона уравнение, аналогичное уравнениям распространения световых, звуковых, упругих волн [c.32]

Несмотря на то что мы пока не решили, каким образом выразить волновой характер электрона, но тем не менее уверены в том, что это должно быть сделано с помощью волнового уравнения. Это делает необходимым использование волновой функции для описания свойств электрона. Для известных форм волнового движения можно дать вполне разумную и полезную физическую интерпретацию волновой функции. Однако какой смысл будет иметь волновая функция частицы, сказать не так легко. Эрвин Шредингер блестяще продемонстрировал возможности волновой механики в этом направлении еще до того, как появилось приемлемое толкование волновой функции. Сейчас может показаться, что волновая функция имеет только математический смысл и никакой физической интерпретации в действительности и не требуется. Это как будто бы подтверждается наличием умозрительных трудностей, связанных с дуализмом волна — частица. Такая точка зрения должна в особенности импонировать тем, кто любую попытку дать физическое описание всем природным процессам считает помехой для развития науки. Однако, безусловно, следует ноддер- [c.45]

Следствием волнового характера движения электрона в атоме, т. е. в некоторой определенной области пространства, является квантованность характеристик этого движения. [c.52]

По представлениям волновой механики ( 4 доп. 5) валентная связь осуществляется электронным облаком, характер распределения плотности которого между атомами и определяет природу связи. Общая плотность валентного электронного облака не обязательно должна точно соответствовать двум, четырем пли шести электронам, т.е. действительный порядок (р) ковалентной связи может более или менее отклоняться от ее целочисловой кратности (1, 2 или 3). [c.79]

Волновая функция. Поскольку движение электрона имеет волновой характер, квантовая мехацика описывает его движение в атоме при поыощи волново11 функции ф. В разных точках атомного пространства >18 1 [c.18]

Вследствие волнового характера движения электрона атом не имеет строго определенных границ. Поэтому измерить абсолютные размеры атомов невозможно. За радиус свободного атома можно принять теорё тически рассчитанное положение главного максимума плотности внешних электронных облаков (рис. 14). Это так называемый орбит.альный радиус. Как видно на рис. 14, в ряду элементов данного периода (Ь1 — Ке) орбитальные радиусы атомов с ростом заряда ядра в целом уменьшаются. Поэтому изменение атомных и ионных радиусов в периодической системе носит периодический характер (рис. 15). В периодах атомные и ионные радиусы по мере увеличения заряда ядра в общем уменьшаются. Наибольшее уменьшение радиусов наблюдается у элементов малы Г периодов, так как у них происходит заполнение внешнего электронного слоя. В больших периодах в пределах семейств (/-и /элементов наблюдается более плавное уменьшение радиусов. Это уменьшение называют соответственно 3,- и /сжатием. В подгруппах элементов радиусы атомов и однотипных ионов В общем увеличиваются. [c.43]

Волновой характер движущихся электронов был с несомненностью установлен работами американского физика К- Дж. Девиссона (1881— 1958) и английского физика Дж. П. Томсона (род. в 1892 г.). Эти исследователи обнаружили, что электроны, рассеиваемые кристаллами, дают дифракционную картину, подобную той, которую дают рассеиваемые кристаллами рентгеновские лучи, и, более того, такая дифракционная картина соответствует длине волны, даваемой уравнением де Бройля. [c.71]

Электронные B. . многоатомных молекул классифицируют, основываясь на св-вах симметрии их электронных волновых ф-ций или характере молекулярных орбиталей, занятых холостыми электронами, поскольку понятие квантовых чисел электронов для таких молекул теряет простой смысл. Св-ва симметрии электронных волновых ф-ций молекул обозначают в соответствии с теорией групп симметрии. Так, для молекул Hj O, HjO, относящихся к группе симметрии v, существует 4 возможных типа симметрии волновой ф-ции (А , А , и Bj) в зависимости от того, сохраняется или меняется ее знак при операциях симметрии, свойственных данной группе. Помимо обозначения типа симметрии, индексом слева вверху указывают мультиплетность состояния. Буквы g к и ъ правом ниж. индексе показывают, сохраняется или меняется знак волновой ф-ции при операции инверсии. Необходимо отметить, что такая классификация в неявном виде предполагает сохранение в В. с. молекулы геометрии ее основного состояния. Это справедливо в общем виде лишь при рассмотрении спектров поглощения, когда выполняется принцип Франка-Кондона. На самом же деле у мн. молекул равновесная конфигурация ядер в В. с. может сильно отличаться от конфигурации в основном состоянии (примеры см. ниже). [c.408]

Можно, поэтому, сказать, что все учение о строении молекул держится на трех китах взаимодействиях электронов и ядер, подчиняюошхся закону Кулона, волновом характере поведения электронов в пространстве молекулы, описываемом уравнением Шрёдингера, и на принципе Паули [c.138]

Электронная оболочка атома —это совокупность элементарных частиц — електронов, каждому из которых присущ корпускулярно-волновой характер. [c.78]

Обоснование орбитальной модели атома, исходящее из волнового характера электрона, состоит в следующем. Электрон заполняет пространство вокруг атомного ядра в форме стоячей волны, которую наглядно можно представить как электронное облако. Отрицательный заряд электрона оказывается неравномерно распределенным во всем объеме пространства вокруг атомного ядра (электрон как бы размазан или делокализован в этом объеме). Плотность электронного облака, понимаемого как облако электрического заряда электрона, — алекгрокмая плотность окажется различной и зависящей от расстояния ядро — электрон. Графическое изображение распределения плотности заряда электрона в атоме водорода от расстояния аналогично тому, какое показано на рис. 9, с той лишь разницей, что на ординате следует ука-вать значения электронной плотности. При ограничении электронной плотности до значения 90 % получается та же орбитальная модель атома. [c.87]

Очевидно, однако, что этот механизм не применим к неорганическим комплексам, и показано [134], что наблюдаемые интенсивности, имеющие обычно значения / 10 с 8макс 10—10 , по крайней мере в 50—100 раз больше, чем ожидаемые для электрического квадрупольного или магнитного дипольного излучения (или того и другого). Таким образом, эти переходы являются но своему характеру электрическими динольными, а поэтому g — характер возбужденного или основного состояния —должен быть частично устранен. Сказанное выше происходит за счет рассмотренного выше электронноколебательного взаимодействия. Так, предположив, что колебание симметрии и накладывается на электронную волновую функцию основного или возбужденного состояния, можно понять появление перехода. Каким из многих возможных колебаний типа и обусловливается в действительности появление спектра, нельзя установить, пока не известна точная симметрия обоих электронных состояний (основного и возбужденного). Даже при выполнении этого условия сделать окончательные выводы не удается в тех случаях, когда колебание не наблюдается в инфракрасном спектре, поскольку его частота слишком мала (<400 см ). Некоторые другие вопросы, связанные с интенсивностями таких переходов, рассмотрены в разделе III, 7. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология