Квантовое состояние

V Главное квантовое число. Энергетические уровни. Согласно условиям квантования электрон в атоме может находиться лишь в определенных квантовых состояниях, соответствующих определенным значениям его энергии связи с ядром. Так, волновые функции, получаемые решением волнового уравнения для атома водорода, соответствуют только таким энергиям, которые задаются выражением [c.14]

Атом водорода, возбужденный в квантовое состояние п = 8, может перейти непосредственно в основное состояние и при этом испустить фотон, соответствующий одной из линий серии Лаймана. Но он может вместо этого перейти сначала на уровень п = 3, испустив фотон, соответствующий одной из линий серии Пашена, а затем уже перейти на уровень п = 1 и при этом испустить фотон, соответствующий одной из линий серии Лаймана. Частота каждого испускаемого фотона зависит от разности энергий тех уровней, между которыми совершается переход [c.349]

Подведем некоторые итоги сказанному. Состояние электрона в атоме может быть описано с помощью четырех квантовых чисел п, I, П11 и т.,. Они характеризуют спин, энергию электрона, объем и форму пространства, в котором вероятно его пребывание около ядра. При переходе атома из одного квантового состояния в другое, в связи с чем меняются значения квантовых чисел, происходит перестройка электронного облака. При этом атом поглощает или испускает квант энергии. [c.19]

Пусть ац и й2] — заселенности квантовых состояний г и ] молекул Ах и соответственно нри естественных условиях нормировки 2 11 = А1, 2 2 = Аа- Искомая [c.94]

Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со скачкообразным изменением его энергии. Графически энергию квантовых состояний и квантовые переходы электронов можно изобразить с помощью схемы уровней энергии (рис. 5). На схеме горизонтальные линии проведены на высотах, пропорциональных значениям энергии электрона в атоме, вертикальные указывают на возможные квантовые переходы. [c.14]

Величина проекции на направление поля магнитного момента электрона д в квантовом состоянии п выражается частной производной энергии этого состояния Е по полю Н, что и демонстрирует уравнение (11.12) [c.135]

Квантовые состояния электронов, емкость трех слоев и подслоев электронных оболочек [c.20]

В квантовомеханической проблеме Е есть разность в энергиях между самыми низшими квантовыми состояниями А и А. [c.220]

Электронной конфигурацией называется распределение электронов атома по различным квантовым состояниям. Согласно принципу наименьшей энергии электрон, присоединяемый к атому, занимает в нем свободный уровень с наименьшей энергией. Если бы не запрет Паули (см. 5), то все электроны в любом атоме занимали бы уровень 15. Но вследствие запрета Паули число электронов, занимающих данный уровень, строго ограничено. Оба указанных фундаментальных условия составляют принцип построения электронных конфигураций атомов и молекул. [c.36]

Энергия, которой может обладать электрон в атоме водорода, согласно уравнению (8-5), оказывается ограниченной определенными значениями, или, как говорят, квантованной. Целое число п, определяющее такие значения энергии, называется квантовым числом. Когда электрон отрывается от атома (оставляя его ионизованным), говорят, что этот электрон возбуждается, переходя в квантовое состояние с п = оо. Из уравнения (8-5) видно, что по мере того, как п приближается к бесконечности, энергия электрона Е стремится к нулю. Таким образом, энергия полностью ионизованного электрона приравнивается нулевому энергетическому уровню. Поскольку для удаления электрона из атома требуется затратить энергию, связанный в атоме электрон должен обладать энергией, меньшей чем нулевая, т.е. отрицательной энергией. На рис. 8-12 сопоставлены относительные размеры первых пяти электронных орбит в атоме водорода. [c.346]

Энергия ионизации (ЭИ) представляет собой энергию, необходимую для удаления из атома электрона, т. е. (для атома водорода) необходимую для перевода электрона из квантового состояния с п = 1 в квантовое состояние с и = оо. Эта энергия [c.347]

Вторая часть теории Бора основывалась на постулате, что поглощение и испускание энергии атомом происходят при переходах электрона из одного квантового состояния в другое. Энергия, испускаемая, когда электрон переходит из состояния 2 в более низкое квантовое состояние равна разности между энергиями этих двух состояний [c.348]

Теперь мы воочию убеждаемся, что графическое представление уравнения Ридберга (см. рис. 8-10) является не чем иным, как диаграммой энергетических уровней допустимых квантовых состояний атома водорода. [c.348]

О до и — 1. Магнитное квантовое число ш может принимать целочисленные значения от — / до + /. Различные квантовые состояния, в которых способен находиться электрон в атоме водорода, перечислены в табл. 8-1. При наличии в атоме только одного электрона его энергия зависит лишь от п. Более того, выражение для энергии точно совпадает с соответствующим выражением в теории Бора [c.364]

Квантовые состояния с / = О, 1, 2, 3, 4, 5,. .. называются состояниями [c.364]

Квантовые состояния атома водорода вплоть до п Таблица 8-1 = 4 [c.365]

Таким образом, решение проблемы влияния нарушения функции распределения на скорость элементарного процесса в общем виде требует установления связи между микроскопическими величинами, характеризующими распределение, и макроскопическим коэффициентом скорости, т. е. решения в общем виде системы уравнений (2,103), к которой присоединены уравнения для заселенностей различных квантовых состояний и уравнения химической реакции. [c.96]

Неравновесные реакции (слабая неравновесность). Макроскопическая скорость реакции много меньше макроскопической скорости всех релаксационных процессов. Однако макроскопический коэффициент скорости (см. (2.57)) есть среднее из всех микроскопических коэффициентов скорости молекул, находящихся на разных уровнях, и может случиться так, что микроскопические скорости реакций для некоторых квантовых состояний окажутся больше микроскопических скоростей релаксации. В этом случае Макроскопическое уравнение для скорости реакции, содержащее концентрации, построить все же можно, однако оно не будет иметь обычной Аррениусовой формы (1.77). Объясняется это тем, что макроскопическая скорость определяется лишь скоростью активации, а поскольку вблизи порога активации имеет место обеднение высокоэнергетической части распределения, то средняя энергия активных молекул (т. е. молекул, имеющих запас энергии выше энергии активации Е > Ед и в принципе способных к реакции) меньше средней энергии активных молекул для случая равновесного распределения Е < Е . Это вызывает повышение эффективной энергии активации, причем величина повышения определяется механизмом активации (сильные столкновения либо многоступенчатая активация — дезактивация). [c.97]

Каждый электрон в системе Не—Не будет иметь соседа в том же квантовом состоянии. Как и два атома Н, содержащие электроны с одинаковыми спинами, два атома Не не образуют устойчивой молекулы. [c.81]

Найденный с такими начальными условиями набор траекторий анализируется, с том чтобы различные значения конечных величин/к отнести к определенным квантовым состояниям Й ( -Ь /а)- Обычно используется простейшее правило отнесения если абсолютная величина разности — Й- ( ) г /а) по пр[ вышает Й/2, то классическое состояние, определяемое действием /к, считается совпадающим с основным состоянием, задаваемым квантовым числом /г, . [c.57]

Чтобы построить электронную конфигурацию атома, надо сначала определить, сколько всего электронов в разных квантовых состояниях может одновременно находиться в одном слое, в подуровне, на атомной орбитали. [c.37]

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]

Хотя уравнение Шрёдингера для многоэлектронных атомов не имеет точного решения, можно показать, что при возрастании порядкового номера элементов не следует ожидать радикального изменения электронного строения атомов по сравнению с атомом водорода. Атомы всех элементов тоже могут быть охарактеризованы квантовыми состояниями, причем для этого используются те же четыре квантовых числа (п, /, ш и х) и по существу такие же электронные функции вероятности, или облака электронной плотности. Конечно, квантовые уровни энергии для разных элементов не совпадают, однако при переходе от одного элемента к другому они изменяются закономерным образом. [c.386]

Лазерные источники когерентного света с перестраиваемой длиной волны излучения открыли возможность селективного возбуждения практически любых квантовых состояний атомов и молекул с энёр-гией возбуждения в диапазоне 0,1-ЮэВ в области длин от 0,2 до [c.179]

Никакие два электрона в одном и том же атоме не могут находиться в одинаковом квантовом состоянии. Это требование известно под названием принципа запрета Паули, Оно означает, что никакие два электрона в одном атоме не могут характеризоваться одинаковым набором значений всех четырех квантовых чисел п, I. т и 5. Следовательно, на одной атомной орбитали, описываемой квантовыми числами н, I и ш, может находиться максимум два электрона один со спиновым квантовым числом (спином) -I- 2 и один со спином - 2. Приняго схематически обозначать произвольную атомную орбиталь кружком, а находящийся на орбитали электрон-стрелкой внутри кружка [c.386]

Этот важный принцип требует для своего объяснения привлечения квантовой механики. Из основ квантовой теории известно, что при возрастании массы атома или молекулы происходит увеличение расстояния между их энергетическими уровнями. Следовательно, большой, массивный предмет с определенной полной энергией имеет больше разрешенных квантовых состояний, и поскольку вероятность, W, в этом случае велика, большой должна оказаться и величина S = f ln Это рассуждение иллюстрируется рис. 16-4, где изображены четыре молекулы с суммарной энергией 6 единиц, причем в одном случае мы имеем дело с легкими молекулами, у которы. энергетические уровни далеко отстоят друг от друга (рис. 16-4,а), а в другом случае-с более тяжелыми молекулами, у которых энергетические уровни расположены гораздо ближе друг к другу (рис. 16-4,6). [c.63]

Основы классической статистической термодинамики за.чожены Д. Гиббсом [7] и Л. Больцманом [2], что же касается квантово-механической статистической термодинамики (или квантовой статистики) как части статистиче ской физики, то начало ее развития следует связать с появлением пионерских работ Н. Бора [17] и М. Планка (13]. Н. Бор ввел понятие стационарного квантового состояния, оказавшееся исключительно плодотворным для всего дальнейшего развития как самой квантовой механики, так и статистической термодинамики. [c.25]

Принципиально проблема гетерогенного катализа является такой же квантово-химической задачей, как и общая проблема реакционной способности химических соединений. Однако в гетерогенном катализе задача усложняется необходимостью учета квантовых состояний твердого тела. Как известно, в настоящее время квантовая химия еще не может преодолеть расчетные трудности, возникающие при решении даже более простых задач. Поэтому современной теории катализа в значительной мере приходится довольствоваться выведением полуэмнирических закономерностей и обобщений. [c.13]

Перспективный метод изучения процессов обмена анергии был создан Норришем [440] и Портером [462]. Сущность этого Д18тода, называемого методом импульсного фотолиза, заключается в том, что исследуемый газ облучается в течение короткого времени (несколько микросекунд) интенсивным (тысячи джоулей источником света непрерывного спектра. В результате первичного или вторичных фотохимических процессов возникают радикалы или молекулы на различных колебательных уровнях. Спектроскопическая регистрация временного изменения концентраций этих частиц в определенных квантовых состояниях, обусловленная передачей энергии при столкновениях, дает возможность изучения колебательной релаксации. [c.79]

Рассмотрим вначале вопрос о восстановлении равновесного распределения. молекул но энергиям в отсутствии химической реакции. Основой для вывода уравнений, определяющих кинетику изменения функций распределения, служат соотношения баланса между числом частиц, выбывающих из заданного состояния и приходящих в это состояние в результате столкновений. Рассмотрим для определенности обмен энергией между молекулами д и b двухкомпопснтной газовой смеси. Пусп. г и / обозначают заселенности квантовых состояний I и / молекул А и В, нормированные к полному числу молекул [А и [В н единице объема [c.43]

Во многих случаях описание релаксации в терминах заселенностей различных квантовых состояний является излишне детальным, и можно ограничиться функцией распределения но энергиям а (Е) с1Е, равной вероятности обнарун ить систему релакспрующих молекул А в любых состояниях, энергия которых бктка к Е и заключена в интервале <1.Е. [c.45]

Кинетические уралпения неравновесных реакций, так же как и уравнения релаксации, строятся па основе баланса числа частиц в заданном квантовом состоянии. К переходам между квантовыми состояниями без реакции (псунругие и упругие столкновения) добавляются переходы, сопровождающие реакцию. В результате получается система уравнений, которая описывает как приб.нижение к химическому равповвсию, так и релаксацию функции распределения по энергиям. Для простоты мы ограничимся рассмотрением начал 1.ных стадий реакций, когда обратными реакциями можно пренебречь. [c.49]

В более сложных случаях следует учитывать нарушение равновесного распределения по колебательным и вращательным степеням свободы, а иногда — и по поступательным. При этом, как уже отмечалось ранее, следует учитывать то, что соотношение моя ду макроскопическими временами Трел и Треак далеко пе всегда определяет степень нерапповесности системы. Правильный критерий степени нарушения равновесного распределеиия, вызываемого реакцией, формулируется в терминах микроскопических констант скоростей релаксации и реакции, определяющих соотношение между скоростями изменения заселенности заданного квантового состояния реагентов за счет этих двух процессов. Именно поэтому изучение элементарпых констант релаксационных процессов представляет большой интерес для химической кинетики. [c.76]

При атом, если бы в процессе сближения атома Н и молекулы С2Н4 последняя не изменяла своей геометрической конфигурации или оставалась в основной квантовом состоянии, то сблилсающиеся частицг отталкивались бы одна от другой, и реакция присоединения не имела бы мс ста (рис. 32, кривая /). [c.130]

В многоатомных молекулах квантовые состояния хау актеризуются не потенциальными кривыми, а потенциальными поверхностями. Неустойчивым состояниям отвечают области потенциальных поверхностей с энергией, превышающей энергию продуктов диссоциации молекулы. [c.158]

Рассматривая тушение флуоресценции возбужденного атома или молекулы как переход системы — во.збунщенная частица плюс тушащая молекула — из некоторого начального квантового состояния в другое состояние, можем трактовать с единой точки зрения как физические процессы превращепия энергии в данной системе, так и те химические превращения, к которым часто сводится тушением флуоресценции. К физическим процессам относятся процессы, приводящие к обмену энергии, в отличие от химических процессов, сопровождающихся нерераспределением частиц. [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология