Основное состояние нормальное атом

В нормальном состоянии атом обладает минимальной энергией и находится в устойчивом или основном состоянии. Чтобы вызвать излучение атома, последнему необходимо сообщить энер- [c.24]

В нормальном (основном) состоянии атом может существовать неограниченное время, в возбужденном же состоянии — ничтожные доли секунды (10 —10"1 сек). [c.13]

В действительности квантовая химия начинает с того, что ограничивает возможности суждения о поведении электронов в атомах я молекулах. Атом в своем нормальном (основном) состоянии сохраняется неопределенно долго. Это с точки зрения квантовой механики стационарное состояние. В таких состояниях физические величины не зависят от времени. По этой причине ничего нельзя утверждать относительно движения составных элементов квантовомеханической системы. Так, нет возможности описать перемещение электрона внутри атома или молекулы. Все, что можно сказать относительно электрона, — это указать вероятности нахождения его в заданных малых областях пространства на конечном расстоянии от ядра. Следовательно, квантовая механика способна характеризовать вероятности возникновения определенных конфигураций системы, находяш,ейся в стационарном состоянии, но не движений ее или ее частей . Этот важный вывод имеет принципиальное значение и направляет внимание на методы вычисления значений физических величин, отвечающих стационарным состояниям. [c.59]

Происхождение спектров. Если атом не подвергается никаким внешним воздействиям, то его электроны находятся в таких состояниях, в которых их энергия минимальна. Состояние с минимальной энергией называется нормальным или основным состоянием атома. [c.48]

Углерод находится в IVA группе периодической системы, и во всех устойчивых углеводородах он четырехвалентен, а водород одновалентен. Четырехвалентность углерода проявляется несмотря на то, что в основном состоянии этот атом имеет электронную конфигурацию ls 2s 2p , на основании чего следовало ожидать двухвалентности углерода. Теоретически можно представить, что углерод принимает то или иное из трех возможных гибридных валентных состояний — тетраэдрически гибридизованное (обозначаемое sp ), тригонально гибридизованное (sp ) и дигонально гибридизованное (sp), причем в каждом из них он может проявлять себя как четырехвалентный. В алканах и циклоалканах, так же как и в алкильных и циклоалкиль-пых группах, образующихся из них, атомы углерода находятся в 5р -состоя-пии. 13 этом состоянии углерод имеет наинизшую электроотрицательность, по-видимому не отличающуюся заметно от электроотрицательности водорода. В соответствии с этим связи С — Н не поляризованы в заметной степени. Эти связи являются о-связями, так же как и связи между насыщенными атомами углерода, и все четыре связи sp -гибридизованного углерода имеют обычно тетраэдрическую или почти тетраэдрическую конфигурацию. Исключения составляют два циклоалкана с малыми циклами, в которых внутренние углы связей равны 60° (циклопропан) и 90° (циклобутан). Свойства этих соединений можно объяснить, если рассматривать изогнутые а-связи. Длина нормальной связи С — С составляет 1,54 А (15,4-10" нм), в то время как длина связи С — Н 1,10 А (И-10 нм). Связи между двумя насыщенными атомами углерода и между насыщенным углеродом и кислородом обычно прочны, хотя точные значения энергий диссоциации изменяются при изменении молекулярного окружения углерода. Для связи С — С обычно приводят среднюю величину 83 ккал/моль (347,5-10 Дж/моль), в то время как для С — Н-связи средняя величина равна 95—99 ккал/моль (397,7 х X 10 —414,5-10 Дж/моль). Устойчивость С — С-связи связана как с весьма ориентированным характером яр -гибридизованных АО, допускающих максимальную концентрацию заряда между ядрами, так и с малыми размерами атомов углерода. Стабильность связи С — Н обусловлена тем, что сильно ориентированная sp -гибридная орбиталь углерода подходит близко к ядру водородного атома, поскольку водород обладает тем уникальным свойством, что в нем нет электронов внутренних оболочек, которые могли бы отталкивать электронный заряд другого связанного атома, в данном случае углерода. [c.253]

Основным для атома углерода является состояние (/) — нормальное состояние для перехода в состояние (2)—возбужденное состояние — надо затратить 96,4 ккал на г-атом (обычно достаточно теплового эффекта реакции с участием углерода). В подавляющем большинстве органических соединений атом углерода находится в возбужденном состоянии. [c.175]

Каждая двухатомная молекула, подобно атому, может находиться в нормальном (основном) состоянии или быть возбужденной для двухатомной молекулы, которую можно рассматривать как двухъядерный атом, характерен общий для всей молекулы набор энергетических уровней, заполненных электронами часть этих уровней (самые внутренние) приписывается, правда, отдельным атомам, но остальные (более внешние) принадлежат молекуле в целом, т. е. электроны, отвечающие им, охватывают своей орбитой оба ядра. При возбуждении молекулы эти электроны переходят с нормальных на более удаленные от обоих ядер уровни, причем затрата энергии на возбуждение точно отвечает разности энергетических уровней, т. е. энергия поглощается молекулой вполне определенными порциями — квантами. [c.85]

При получении атомом энергии некоторые из его внешних электронов могут перейти на орбиту, удаленную от ядра. Возвращение электрона на его нормальную орбиту сопровождается выделением энергии в форме излучения, длина волны которого определяется разностью энергий между этими двумя уровнями. Если все электроны находятся на их нормальных орбитах, говорят, что атом находится в основном состоянии . Когда в определенный момент один или более электронов находятся на более высоком энергетическом уровне, атом оказывается в возбужденном состоянии . Таким образом, если и представляют собой энергетические уровни электрона, когда атом находится соответственно в основном и возбужденном состояниях, длина волны испускаемого света при падении электрона с уровня обратно на уровень Е определяется выражением [c.165]

Возвращение в нормальное состояние требует во втором случае, чтобы водородный атом перескочил через соседний атом углерода, переместившись из одного потенциального минимума в другой, преодолев какой-то барьер. Этот тип метастабильности может поэтому обладать большим временем жизни, чем первый, в котором возвращение в основное состояние достигается при одной только электронной перестройке. [c.204]

Отсюда Бор сделал вывод, что атом водорода может существовать только в совершенно определенных стационарных состояниях. Основное, или нормальное, состояние атома датский физик определял как состояние, обладающее минимальным запасом энергии и соответствующее наиболее ста- [c.105]

Пути преодоления этой трудности были подсказаны Бору разработанной Планком квантовой теорией испускания света раскаленными телами и выдвинутой Эйнштейном теорией фотоэлектрического эффекта и светового кванта. Как Планк, так и Эйнштейн исходили из предположения, что свет с частотой V не излучается и не поглощается веществом в произвольно малых количествах, а излучается или поглощается только квантами энергии ку. Если атом водорода, в котором электрон вращается вокруг ядра по большой круговой орбите, испускает квант энергии ку, то после этого электрон должен уже находиться на другой (меньшей) круговой орбите, отвечающей энергии атома, на ку меньшей, чем была его начальная энергия. В соответствии с этим Бор выдвинул предположение, что атом водорода может находиться только в определенных дискретных состояниях, называемых устойчивыми состояниями этого атома. Он принял также допущение, что одно из этих состояний — основное, или нормальное (невозбужденное), состояние — отвечает минимуму энергии, которой может обладать атом. Остальные состояния, характеризующиеся более высокой энергией, чем энергия основного состояния, называются возбужденными состояниями данного атома. [c.104]

Происхождение спектров. Если атом не подвергается никаким внешним воздействиям, то его электроны находятся в таких состояниях, в которых их энергия минимальна. Состояние с минимальной энергией называется нормальным или основным состоянием атома. При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и т. п.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень в этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10- —10 сек), после чего электрон возвращается на наиболее низкий энергетический уровень и атом снова переходит в нормальное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем, на котором находится электрон, имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.52]

Если все электроны одного атома занимают уровни, характеризуемые наименьшей возможной для них энергией, то атом находится в основном, или нормальном, энергетическом состоянии. В том случае, когда электроны по разным причинам (нагревание, освещение и т. д.) занимают более высокие энергетические уровни, атом переходит в возбужденное состояние если же энергия, переданная электрону, превышает энергию связи его с ядром, то электрон высвобождается, а атом ионизируется. [c.10]

В связи с вышеприведенными рассуждениями следует различать атом в нормальном, или устойчивом, состоянии от электронно возбужденного атома, отвечающего метастабильному состоянию. Метастабильное состояние возникает при поглощении атомом такого количества энергии, которое достаточно для перехода одного или нескольких электронов на квантовый уровень с меньшим значением энергии связи по сравнению с основным состоянием. Соответствующие изменения могут претерпевать ка-кое-либо одно или одновременно все четыре квантовых числа. В общем, наибольшее энергетическое возбуждение связано с изменением главного квантового числа. Возможность образования электронных состояний, отличных от основного состояния, можно иллюстрировать на примере углеродного атома. Этот атом имеет шесть электронов, и распределением, дающим наиболее прочную структуру, должно быть следовательно, указанная [c.16]

Так как все оболочки закончены и число н-электронов являете четным, то должно возникать состояние 41, что находится в согласии с наблюдениями основного состояния вообще всех молекул галоидов. Нормальный атом фтора существует в Р- состоянии, и соединение двух таких одинаковых атомов будет давать наряду с другими молекулярное Е -состояние. [c.334]

Из предыдущего ясно, что нормальная молекула М и нормальный атом X могут реагировать тремя способами соответственно трем поверхностям потенциальной энергии. Первый путь — через промежуточный комплекс А — приводит к атому М и молекуле М+Х в их основных электронных состояниях, причем энергия, освобождающаяся при реакции, превращается главным образом в энергию теплового движения молекулы М+Х-. Это соответствует механизму Поляньи, на который мы ссылались выше (стр. 294). Два других пути реакции — через комплексы В и С — приводят непосредственно к возбужденным атомам М. Следовательно, часть люминесценции, наблюдаемой при реакциях между щелочными металлами и галоидными солями, обязана излучению возбужденных атомов щелочных металлов, получаемых непосредственно в химической реакции. [c.306]

Картина возникновения атомного спектра по Бору такова. В атомах, не подвергающихся достаточно сильному внешнему воздействию, электрон движется по ближайшей к ядру дозволенной орбите, т. е. обладает минимальной энергией i. Это соответствует самому устойчивому, так называемому нормальному или основному состоянию атома. Если подвергнуть атомы воздействию внешнего источника энергии (нагреванию, облучению и пр.), т. е. направить на них поток квантов энергии, то электрон может поглотить один квант энергии. При этом энергия электрона а станет большей, чем его энергия в нормальном состоянии, на энергию поглощенного кванта Ei=Ei+hv. Атом, энергия ко- [c.11]

Возбужденные состояния. Ядро, так же как атом и молекула, представляет квантовую систему и может находиться в различных энергетических состояниях. До сих пор рассматривалось только основное, или нормальное, состояние ядер. Существование более высоких возбужденных уровней вызывает резонансные эффекты в ядерных реакциях. Сведения [c.517]

В атоме водорода в основном состоянии занята только орбита 15 одним электроном когда атом переходит в возбужденное состояние при поглощении кванта энергии, электрон переходит на орбиты 25, 2р и т. д. Таким образом, орбиты с квантовым числом п> 1 представляют собой лишь возможные области, которыми располагает электрон, находящийся нормально в состоянии п—. Особенностью четырех орбит атома водорода с п = 2 является то, что эти орбиты обладают равной энергией, зависящей исключительно от главного квантового числа. Такие энергетические состояния равной энергии, но различной симметрии называются вырожденными . Аналогично в атоме водорода существуют 9 вырожденных состояний с п = 3 и 16 вырожденных состояний с и = 4. [c.62]

При обсуждении неустойчивости Пайерлса нами была использована обычная одноэлектронная зонная модель, в которой не учитывались эффекты межэлектронного взаимодействия. Поскольку в зонной модели электроны полностью делокализованы и могут свободно, не взаимодействуя друг с другом, перемещаться в кристалле, вполне возможно, что в некоторый момент времени окажется, что какой-нибудь атом или ион имеет большее число пар электронов, чем это соответствует его нормальной валентности. Учет кулоновского отталкивания между этими электронами может приводить к появлению энергии активации, разделяющей основное состояние, в котором электронная заселенность всех атомов М соответствует их нормальной валентности т), и возбужденного полярного состояния, где часть атомов существует в виде ионизированных пар и При высоких значени- [c.59]

Какое из перечисленных состояний атома гелия нормальное, т. е. отвечает минимуму энергии Ответ на этот вопрос дает опыт. На рис. 1-25 видно, что основным является состояние а или б. Однако в состоянии а атом гелия должен был бы обладать магнитным [c.45]

При диссоциации Оа в основном состоянии образуется два нормальных атома кислорода в Ф-состоянии. При диссоциации возбужденной молекулы О2 в состоянии образуется один нормальный атом О в Р-состоянии и один возбужденный атом О, который может быть в состояниях или 5. Чтобы найти энергию диссоциации О2 в его нормальном состоянии, нужно вычесть из предельного значения волнового числа, соответствующего схождению полос, энергию возбуждения атома кислорода до Щ-или 18-состояния. [c.121]

При подводе к атому, находящемуся в основном ( нормальном ) состоянии, достаточного количества энергии (повышением температуры,. облучением, иногда ударом и т. д.) электрон с /С-уровня может быть переброшен на один из последующих уровней (на уровень [c.27]

Квантовое состояние атома с наименьшей энергией 1 называется нормальным или основным. Остальные квантовые состояния с более высокими уровнями энергии Е2, з. 4. называются возбужденными. Электрон в основном состоянии связан с ядром наиболее прочно. Когда же атом находится в возбужденном состоянии, связь электрона с ядро.м ослабевает вплВть до отрыва электрона от атома при оо. [c.15]

Низкие температуры кипения и небольшие значения энтальпии сублимации цинка и родственных ему элементов (табл, 19.6) обусловлены тем, что в нормальном состоянии в газовой фазе атомы имеют только заполненные подоболочки электронов, а следовательно, они не имеют неспаренных электронов, которые могут быть использованы для образования химических связей. Первое возбужденное состояние атома цинка на 385 кДж-моль- менее устойчиво, чем нормальное (основное) состояние. В этом возбужденном состоянии атом цинка имеет два неспаренных электрона (4з4р), что соответствует его двухвалентности. [c.569]

При облучении в присутствии алкенов или алкинов карбонильные соединения вступают в реакцию циклоприсоединения с образованием 4-членных кислородных гетероциклов схема (57) [124]. Реакция региоселективна, но обычно не обладает стереоселективностью. Циклоприсоединение к цис- или гранс-олефину приводит, как правило, к одной и той же смеси цис- и транс-оксе-танов в каждом случае. Детальный механизм реакции не установлен, но имеющиеся данные свидетельствуют в пользу образования возбужденного комплекса с переносом заряда между карбонильным соединением в качестве акцептора и алкеном в основном состоянии в качестве донора [125]. Далее реакция приводит к бирадикалу (98), замыкание цикла в котором дает оксетан [см. схему (57)]. Предпочтительно образуется более устойчивый бирадикал, и избирательность обычно определяется относительной устойчивостью возможных бирадикалов. Ароматические карбонильные соединения реагируют через л,я -триплет, и, следовательно, образующийся бирадикал также представляет собой триплет. Перед замыканием цикла должна происходить спиновая инверсия [см. схему (57)] за время, необходимое для этого процесса, в бирадикале происходит вращение, и стереоселективность теряется [126]. Показано, что в реакции с олефинами д,п -синг-летное состояние карбонильной группы (например, в алифатических карбонильных соединениях) взаимодействует стереоселективно, тогда как п,я -триплет не обнаруживает селективности. В противоположность алифатическим кетонам ароматические кетоны не реагируют с такими олефинами, как акрилонитрил, поскольку электронодефицитный атом кислорода возбужденной триплетной карбонильной группы не способен атаковать настолько обедненный электронами олефин [91]. Однако ароматические альдегиды реагируют в этом случае нормально и дают оксетаны (см. разд. 5.3.10) [127]. [c.811]

В основном состоянии атом углерода имеет электронную конфигурацию 15 25 2р2, поэтому для того, чтобы стало возможным нормальное образование четырех ковалентных связей, необходимо возбудить атом в состояние 2з2рх2ру2р2 (разд. 3.7). Ион С + не возникает ни в одном нормальном химическом процессе, а возможно, и существует в некоторых карбидах наиболее электроположительных металлов. [c.306]

Атом углерода в основном состоянии имеет электронную конфигурацию 1" 5-2 5 2р , причем два 2/ -электрона, в соответствии с правилом Хунда, не спарены. Чтобы объяснить сушествование нормальных четырех ковалентных связей углерода, необходилю учесть, что он переходит в валентное состояние, имеющее конфигурацию 2 2ру2ру2р Детально этот вопрос уже был обсужден в гл. 3. Ион С + не образуется ни в каких обычных химических процессах ион, вероятно, может существовать в некоторых карбидах. Обычно углерод образует ковалентные связи. [c.119]

Пряменение этих правил можно иллюстрировать рассмотрением некоторых простых случаев. Основным состоянием углерод-нот атома, установленным в результате изучения его спектра, является Р, так что соответствующая электронная структура, не считая заполненных оболочек, представится, очевидно, символами р или р. Поскольку углеродный атом имеет щес к ь электронов, из которых два, несомненно, являются 1х-электронами, то полная конфигурация будет либо 1 28 2р , либо Из этих двух возможных структур первая гораздо более вероятна, так как трудно представить наличие четырех 2/>-электронов, в то время как подгруппа 2в остается вакантной. Эта точка зрения находит свое подтверждение в том, что основные термы двух предыдущих атомов, бериллия и бора, соответственно представлены в своих нормальных состояниях символами и и отвечают, таким образом, электронным структурам 15 2 и is 2s 2p. Дальнейшее подтверждение дается основным состоянием 5 атомарного азота, которое, следовательно, должно соответствовать конфигурации 8 28 2р . Интересно теперь вернуться к указанному в параграфе 1г обстоятельству, что основному состоянию углеродного атома Р сопутствуют два метастабильных состояния и 5, из которых первое отвечает более низкому уровню энергии. Это обстоятельство согласуется с табл. 1, так как, согласно данным этой таблицы, конфигурация обусловливает именно эти три состояния, энергия которых возрастает в последовательности и 5. Поскольку в каждом из указанных состояний электронная конфигурация углеродного атома определяется квантовыми числами /г и /, то для всех трех случаев она будет идентичной, соответствуя структуре 1 2 2 2/ однако при этом имеет место различие в значениях гпц и тп двух 2/з-электронов. В связи с тем же следует указать на наличие метастабильных состояний В и Р атомарного азота и метастабильных состояний кислорода В и 5. [c.22]

Если спектр поглощения получен при обычных температурах, то энергия, соответствующая частоте границы схождения, является минимальной величиной энергии, которую необходимо приложить к низшему колебательному уровню (о = 0) в основном состоянии для того, чтобы вызвать диссоциацию в верхнем электронном состоянии. Так, нанример, экстраполяцией найдено, что быстросходящиеся колебательные полосы в спектре поглощения молекулы иода имеют предел схождения, т. е. место, где начинается сплошной спектр, при длине волны 4995А. Соответствующая энергия, согласно квантовой теории, равна 57 200 кал/моль. Следовательно, это количество энергии должно быть сообщено одному молю газообразного иода в основном состоянии для того, чтобы вызвать диссоциацию его на атомы иода. Необходимо обратить внимание на то, что конечные продукты этого процесса, атомы иода, не обязательно будут находиться в своем основном состоянии. Вопрос о природе продуктов диссоциации будет рассмотрен позднее в гл. VI попутно можно отметить, что имеются достаточные основания полагать, что диссоциация молекул иода в верхнем электронном состоянии ведет к образованию по крайней мере одного возбужденного атома. На рис. 24 энергии возбуждения этого атома соответствует величина при предположении, что диссоциация молекулы в основном состоянии ведет к образованию двух нормальных атомов. Когда происходит диссоциация молекулы иода при длине волны 4995А, то продуктом ее, вероятно, являются один атом иода в нормальном СРз/и) и один в возбужденном ( 1/2) состояниях. На основании изучения спектра атомного иода известно, что разность энергий (Е ) этих двух состояний равна 21 720 кал/грамм-атом. Отсюда следует, что величина Во для реакции [c.232]

В параграфе 44в было показано, что образование основного состояния иона О может рассматриваться как потеря и--элек-трона нормальной молекулой кислорода. В таком случае О -ион, так же как и молекула, должен обладать восемью связывающими электронами, но число ослабляющих электронов будет на единицу меньше, а именно оно равно трем, что приводит к избытку в пять связывающих электронов в ионе. Энергия, необходимая для диссоциации молекулярного иона кислорода на атом и атомарный ион кислорода в их основных состояниях, должна быть больше, чем энергия, требуемая для расщепления молекулы кислорода на два нормальных атома. [c.346]

В отсутствии внешнего магнитного поля возможно распределение по девяти уровням, но без внешних возбуждений (например, ударов быстрых электронов по атому, ударов фотонами или чужими атомами) электронная оболочка атома приходит в основное состояние и оба Зс(-электрона попадают на самый глубокий уровень Такое нормальное, равновесное состояние атома, подчиненного правилам Гунда, неудобно для осуществления реакции присоединения к данному атому других частиц, так как симметрия расположения орбитальных и спиновых векторов в свободном атоме обычно не отвечает той, которая должна устанавливаться после образования химических связей в молекуле. Как показал Ван Флек, первоначальной стадией химической реакции является расшатывание симметрии, устанавливаемой, согласно правилам Гунда, в отношении электрических и магнитных межэлектронных взаимодействий. Такое расшатывание, приводящее к случайному статистическому распределению спиновых и орбитальных векторов, может совершаться под влиянием беспорядочной бомбардировки атома налетающими на него частицами (атомами, электронами, фотонами) и требует затраты заметйой энергии возбуждения, которая называется энергией перехода в валентное состояние. Эту энергию не следует путать с энергией активации реакции, которая не сказывается на тепловом эффекте реакции в противоположность этому величина энергии возбуждения валентного состояния отражается на величине измеряемого на опыте эффекта. Чем больше число непарных электронов, которые надо привести в валентное состояние, тем обычно больше требуется энергии для нарушения правил Гунда. [c.91]

Валентности редкоземельных элементов. Нормально все редкоземельные элементы являются трехвалентно-положительными. В этом состоянии три электрона уходят из нейтрального атома, причем остается конфигурация 4/ , где п изменяется от О до 14. Эту конфигурацию можно было бы предполагать для трехвалентного положительного иона независимо от того, имеет ли нейтральный атом в основном состоянии конфигурацию 4/ 5d или 4/"+ 6 s . При этом спектроскопические определения основных состояний не влияют на предварительные расчеты, сделанные для атомов. Правильность конфигурации 4/ действительно подтверждается блестящим совпадением наблюдаемой и рассчитанной магнитной восприимчивости и, в случае e+ -+ с основным состоянием 4/2данными спектроскопического анализа [43]. [c.38]

Электронная конфигурация молекулы N0 в основном состоянии такая же, как и у Ot. Первое возбужденное состояние 22 соответствует большей прочности связи, чем основное состояние, так как электрон переходит при этом с разрыхляющей орбиты ng2p на связывающую Og3s. Из возбужденного состояния 2 при дпссоциаини возникает нормальный атом и атом в состоянии с п = 3. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология