Паули принцип первый

Первое правило Хунда гласит, что для данной электронной конфигурации наименьшую энергию будет иметь состояние с максимальным числом неспаренных спинов. Так, для атома углерода конфигурация с двумя неспаренными спинами соответствует основному состоянию. Опираясь теперь на принцип Паули и первое правило Хунда, можно продолжить заполнение орбиталей ( принцип построения ). [c.260]

В основе построения молекулярных орбиталей (МО), как и при построении атомных орбиталей (АО), лежат одни и те же положе-1 ия энергетический критерий, принцип Паули и правило Хунда. Каждая молекулярная, как и атомная, орбиталь характеризуется своим набором четырех квантовых чисел, отражающих свойства электрона в данном состоянии. Заполнение электронами энергетических уровней происходит в порядке возрастания энергии. Отличие атомных от молекулярных орбиталей состоит в том, что первые одноцентровые, а вторые многоцентровые. В атоме одно ядро, в молекуле их несколько. Молекулярные орбитали сложнее атомных. [c.113]

Согласно принципу Паули, в первую очередь должно быть заполнено состояние 15, затем 2з, 2р и т. д. Один электрон атома водорода должен находиться в з-состоянии на первом уровне, образуя электронную конфигурацию 1з. Для атома гелия, имеющего два [c.98]

Одним из важных свойств химической (ковалентной) связи в молекулах с закрытыми оболочками является ее насыщаемость. Так, из атомов водорода может образоваться молекула На, но не Нд или Н4. Причина насыщаемости химической связи заключается в самой природе атомов и молекул как многоэлектронных систем в подчинении их принципу Паули. Если две молекулы На в основном состоянии оказываются очень близко друг к другу, два электрона первой молекулы на о15-орбитали и два электрона второй молекулы на такой же (тЬ-орбитали оказываются в одной области пространства, МО перекрываются. При этом данному электрону первой молекулы отвечает во второй молекуле электрон в точно таком же квантовом состоянии. Такие два электрона, согласно принципу Паули, будут избегать друг друга, и обе пары электронов сблизившихся молекул будут стремиться уйти из области соприкосновения, уводя с собой ядра, т. е. будет наблюдаться отталкивание молекул. Слияние системы в молекулу Н4 не произойдет. Связь в молекулах На в этом смысле насыщена. Аналогичное состояние отталкивания, часто называемое обменным отталкиванием или отталкиванием Паули, возникает при сближении и других молекул. [c.88]

Переменные, отвечающие первому и второму электронам, обозначены цифрами 1 и 2 а(К) и р(К), где К = 1,2,— спиновые ф-ции, отвечающие разным значениям спина К-того. электрона (см. Паули принцип). [c.92]

При п=1 второе квантовое число будет обязательно , т. е. равно нулю, а его проекция неизбежно также равна нулю. Следовательно, согласно принципу Паули, в первом слое около ядра могут быть только два набора квантовых чисел [c.154]

После того как рассмотрены все квантовые числа, необходимые для характеристики состояния электрона в атоме водорода, разберем теперь электронную структуру атомов с двумя или более электронами. Однако прежде всего нужно ввести еще одно ограничение в поведение электронов, названное по имени физика Вольфганга Паули (который первым открыл и сформулировал это ограничение) принципом исключения или запретом Паули. Его можно изложить по-разному, но для наших целей полезна следующая формулировка в одном атоме не могут быть электроны, имеющие одинаковые наборы квантовых чисел. [c.34]

Молекула Н . Электронная конфигурация молекулы На в основном состоянии [(0515) ]. В основном состоянии молекулы два ее электрона согласно принципу наименьшей энергии занимают наиболее низкую орбиталь стЬ и согласно запрету Паули имеют противоположные спины. Суммарный спин равен нулю, молекула диамагнитна, мультиплетность 25+1 = 1. Оба электрона занимают четную (g) орбиталь. По правилу произведения ( >< = ) состояние системы четное. Молекулярный терм 2 (синглет сигма). Схема заселенности МО молекулы На и других молекул элементов первого периода приведена на рис. 24. [c.76]

Согласно принципу Паули, в первую очередь должно быть заполнено состояние 15, затем 25, 2р и т. д. Один электрон атома водорода должен находиться в -состоянии на первом уровне, образуя электронную конфигурацию 1 . Для атома гелия, имеющего два электрона, электронная формула должна быть 15 , для атома лития — 15 25. Подобные формулы можно написать для атома каждого элемента. [c.93]

Первые два электрона в юлекулярно.м ионе Не располагаются со спаренными спинами на связывающей а-орбитали и заполняют ее. А что происходит с третьим электроном Согласно принципу запрета Паули, он не может занимать о-орбиталь, а должен разместиться на следующем, более высоком энергетическом уровне, который соответствует разрыхляющей о -орбитали. Этот третий электрон выталкивается из межъядерной области из-за наличия в ней первых двух электронов и вынужден находиться во внешней области, за пределами обоих ядер. Такой электрон оказывает на молекулярную систему разрушающее действие-он расталкивает ядра. Молекула имела бы большую устойчивость, если бы в ней не было третьего электрона. В сущности, он компенсирует действие одного из связывающих электронов, и в результате молекула испытывает эффективное связывающее действие всего одного электрона, т.е. в молекуле образуется неполная, одноэлектронная ковалентная связь. Энергия связи в ионе Нсз должна быть поэтому меньше, че.м в молекуле Н,. [c.518]

Первые энергии ионизации (эВ) атомов некоторых элементов таковы В — 8,30, Ы — 5,39, Ме — 21,56, Ве — 9,23, С — 11,26, О — 13,62, N — 14,53, Р — 17,42. Найдите в данной последовательности проблему. Можно ли, пользуясь этими данными, показать действенность принципа Паули [c.149]

Совокупность МО молекулы, занятых электронами, будем называть ее электронной конфигурацией. Электронная конфигурация молекулы, так же как и для атома, строится на основе двух фундаментальных положений — принципа наименьшей энергии (электрон занимает в молекуле свободную орбиталь с наименьшей энергией) и принципа Паули (на одной МО не может находиться более двух электронов, при этом спины электронов должны быть антипараллельны). Следовательно, для описания электронной конфигурации основного состояния молекулы с 2п электронами (или 2п —1) требуется п молекулярных орбиталей. Вырожденные орбитали заполняются в соответствии с первым правилом Гунда (см. 10). Электронные оболочки молекул, в которых на каждой заселенной орбитали [c.59]

Здесь Со — радиус первой орбиты Бора в атоме водорода (0,529-10 м). В соответствии с принципом заполнения Паули на каждой атомной орбитали могут находиться один или два электрона, причем в последнем случае их спины должны быть направлены в противоположные стороны (спаренные электронные спины). [c.96]

Размещение электронов в атомах. Электроны размещаются на уровнях и подуровнях оболочек атомов в соответствии с принципом, согласно которому устойчивое состояние электрона в атоме связано с минимальным значением его энергии, и с принципом Паули. Таким образом, электроны, число которых в атоме равно заряду его ядра, а следовательно, атомному номеру элемента, заполняют последовательно энергетические уровни и подуровни от низших к высшим. Размещение электронов по уровням и подуровням, харак-терн уемое главным и орбитальным квантовыми числами, выражается формулами, в которых уровни обозначаются цифрами, подуровни— условно буквами, а число электронов в подуровне — индексами у соответствующих букв. Так, например, формула s 2s 2p показывает, что в х-подуровне первого уровня находятся два электрона, в 5-подуровне второго уровня — два и в р-подуровне второго уровня — шесть электронов, а общее число электронов в атоме равно сумме индексов, т. е. в данном случае — десяти. [c.30]

Короткодействующие силы появляются в расчетах возмущений первого порядка. К сожалению, для того чтобы составить приближенную волновую функцию, удовлетворяющую принципу Паули, указанные расчеты необходимо проводить для каждого электрона отдельно, вследствие чего процедура вычисления становится очень сложной. С помощью общих рассуждений можно установить, что окончательное выражение для энергии взаимодействия представляет собой произведение экспоненциальных членов и полиномов по степеням г. Самой простой функцией, удовлетворительно описывающей такое поведение, является экспонента, в связи с чем энергию обмена первого порядка часто представляют следующим образом [c.206]

Второй электрон в молекуле водорода может, как и первый, находиться или на связывающей, или на разрыхляющей орбитали, в частности оба электрона могут находиться на одной связывающей орбитали. Принципу Паули это ие противоречит, так как эти два электрона могут иметь противоположные спины. Общая волновая функция для двух электронов запишется [c.29]

На первый взгляд взаимосвязь между квантовомеханической трактовкой принципа Паули и его более обычным выражением через четыре квантовых числа не очень ясна. Однако легко показать, что первоначальная формулировка принципа Паули является одной из форм более общего выражения этого принципа посредством представления о симметрии. Если взять полную функцию основного состояния [c.178]

При заполнении уровней электронами будем учитывать принцип Паули. Первый многоэлектронный атом в периодической системе — гелий. [c.52]

Таким же образом, и даже, может быть, еще проще, можно найти основные состояния ближайших, следующих за углеродом атомов Ы, О, Р, N6. У неона 5- и р-уровни слоя п = 2 полностью заполнены, т. е. электроны не могут появиться на этих оболочках, не нарушив принципа Паули. Поэтому для следующего элемента начинается заселение уровней слоя п = 3. Это происходит точно так же, как и для слоя п = 2 в результате образуется электронная оболочка инертного газа аргона. Термы этого периода также одинаковы, т. е. электронные оболочки атомов элементов первых двух коротких периодов периодической системы имеют аналогичное строение. Опустим подробности построения электронных моделей остальных элементов периодической системы. С последовательностью заполнения энергетических уровней электронов в слоях и особенностями заполнения, например появлением побочных групп и лантаноидов, можно ознакомиться с помощью табл. А.5. В термы включен также индекс справа внизу, который указывает на суммарный орбитальный и спиновый моменты. [c.59]

Согласно принципу Паули, таких электронов может быть два. Обладая одинаковыми значениями первых трех квантовых чисел, они будут иметь антипараллельные спины (направленные в противоположные стороны). Таким образом, после того как один электрон из /С-оболочки будет выбит, второй будет экранировать ядро, эффективный заряд которого будет, следовательно, не 2, а 2— 1. [c.455]

Так как если м = 1, то / = О и, следовательно, т = О, то принцип Паули не позволяет большему числу электронов располагаться в первом периоде, и третий электрон (в атоме Ы [c.456]

Рассмотрим атом, обладающий двумя свободными (неспаренными) электронами (например, кислород). Пусть сначала к этому атому приблизится один атом водорода (например, образуется ОН). Тогда один из р-электронов образует ст-связь. Другой р-электрон должен занять состояния гр1, тра, так как принцип Паули запрещает ему располагаться на ст-связи, где уже имеется пара свободных электронов. Таким образом, ось симметрии второго валентного электрона направлена перпендикулярно линии связи первого. Для того чтобы иметь большее перекрывание, второму атому водорода надо подойти по оси, перпендикулярной оси первой связи. [c.477]

Первые энергии ионизации атомов элементов 2 периода таковы (в эВ) Ые 21,56, Р 17,42, N 14,53, О 13,62, С 11,26, Ве 9,23, В 8,30, Ы 5,39. Проанализируйте данные и сформулируйте соответствующие выводы. Можно ли на основании этих данных показать проявление принципа Паули [c.32]

Пространственная разделенность электронных состояний заключается в том, что электронные облака различных оболочек локализованы в разных областях пространства и сравнительно мало перекрываются. Пространственное разделение обусловлено двумя причинами. 1) принципом Паули, согласно которому на одной пространственной орбитали может находиться не более двух электронов с противоположными спинами, а следовательно, при последовательном заселении уровней электроны должны располагаться на все новых орбиталях 2) конкретным видом самосогласованного потенциала, который определяет вид пространственной орбитали. Действительно, сравним трт сферически симметричных потенциала - потенциал сферически симметричной прямоугольной потенщ1альной ямы с бесконечными стенками, кулоновский потенциал и хартри-фоковский потенциал какого-нибудь атома, например атома натрия. 1 адраты радиальных волновых функций, соответствующих нескольким первым связанным -состояниям в этих потенциалах, изображены на рис. 19, а, б, в. Видно, что в случае постоянного потенциала, который имеет место внутри прямоугольной потенциальной ямы, нельзя вьщелить такую область пространства, в которой было бы локализовано только одно состояние — в любой области пространства примерно одинаковую плотность будут иметь много разных состояний. В случае куло- [c.277]

Пользуясь принципом Паули, приведем максимально возможное число электронов на первых четырех энергетических уровнях атома (табл. 3.1). [c.65]

В (16.7) первые четыре члена обозначают потенциальную энергию притяжения электронов 1 и 2 к ядрам А и В соответственно, пятый член — потенциальную энергию взаимного отталкивания электронов 1 и 2, последний член —энергию отталкивания ядер. Аналогично строится гамильтониан и для многоатомных молекул. Полная волновая функция молекулыФ од, учитывающая и спин, должна удовлетворять принципу Паули антисимметрии волновых функций и строится в виде определителя (см. 5). Для молекулы, так же как и для атома, точное решение уравнения (16.1) возможно лишь для системы, содержащей один электрон —для молекулярного иона типа Иг. Уже для молекулы На в выражении (16.7) появляется член (энергия [c.52]

В первом приближении не рассматривают условия, включающие межэлектронное расстояние. Это приближение не учитывает влияния межэлектронного отталкивания на электронное распределение Межэлектронное отталкивание может быть, конечно, принято во внимание, однако было найдено, что для стереохимических результатов значительно более важен принцип антисимметрии Паули. [c.201]

X. п. ограничены в осн. низколежащими состояниями атомов при условии, что влияние электронной корреляции (взаимной обусловленности движений электронов) достаточно мало и не нмушает границ применимости одноконфигурационного приближения (см. Конфигурационного взаимодействия метод). Основанием для выполнения первого правила является тесная связь мезкду симметрией пространств, части волнбвой ф-ции атома и симметрией ее спиновой части, существующая согласно Паули принципу. По этой же причине первое X. п. обычно выполняется и для молекул. [c.324]

Теперь рассмотрим вопрос о том, как выводятся электронные конфигурации атомов. Распределение электронов в основном состоянии атома определяется тремя принципами. Первый из них, фундаментальный закон природы, состоит в том, что система стремится занять состояние с минимально возможной энергией (именно это состояние и подразумевается в названии основное состояние ). Из этого следует, что АО должны заполняться в порядке, представленном в табл. 2.1. Вторым является принцип или правило Гунда, утвернедающее, что электроны стремятся не находиться на одной и той же АО, если только они могут распределиться по другим энергетически эквивалентным АО, причем в этом случае они имеют параллельные спины. Наконец, еще имеется принцип, выдвинутый Паули и известный под названием запрета Паули, согласно которому в одном и том же атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел. Нет необходимости обсуждать этот принцип его следует положить в основу построения атомных структур. Нужно только отметить, что запрет Паули еще раз подчеркивает важность спинового квантового числа, поскольку в тех случаях, когда электроны имеют идентичные значения квантовых чисел п, I и то, они должны иметь противоположные спины. Короче говоря, на данной АО не мон<ет быть более двух электронов, причем они обладают противоположными спинами. [c.38]

Первые три квантовых числа характеризуют орбиталь, на кото рой находится данный электрон четвертое квантовое число харак тсризует поведение электрона на данной орбитали. Общая характе ристнка состояния электрона в многоэлектронном атоме регулирует ся следующим принципом, который был сформулирован в 1925 г Вольфгангом Паули (1900—1958) и получил поэтому его имя [c.29]

В предыдущем разделе были выведены формулы для расчета первых вириальных коэффициентов при условии, что движение молекул описывается классической механикой. Рассмотрим теперь задачу для случая, когда классическая механика неприменима и необходимо использовать квантовую механику. При этом остаются справедливыми основные формулы (2.62) для вириальных коэффициентов, определяемых с помощью Qu, только уровни энергии, входящие в Олт, должны быть определены квантовомеханически. Это скорее механическая задача, чем статистическая, и она составляет основное содержание настоящего раздела. Однако здесь возникает статистическая задача, которая не имела места в классическом случае некоторые возможные энергетические состояния квантовомеханической системы являются запрещенными в соответствии с принципом Паули. Это обстоятельство необходимо учитывать при вычислении суммы по состояниям, которые дают Основной величиной, определяющей, какие из состояний надо учитывать, является ядерный спин, поэтому кратко остановимся на обсуждении этого вопроса. [c.47]

Пусть нашей первой химической электронной системой, изучаемой с позиции квантовой механики, будет атом водорода. При этом будем руководствоваться в основном законом сохранения энергии (и его математическим выражением — уравнением Шрёдингера), а также принципом Паули. [c.44]

Плохую растворимость многих сульфидов, например PbS, обычно объясняют исходя из ионной модели (ионы РЬ + и ионы S ). Однако SrS тоже соль. Почему же первая из них труднорастворима, имеет черный цвет, является полупроводником, тогда как другая этими свойствами не обладает Объяснение, основанное на различии величин электростатических сил притяжения, явно недостаточно. Оба сульфида кристаллизуются в структурном типе Na l, но связи имеют значительную долю ковалентной составляющей. В SrS это приводит к тому, что одна из р-электронных пар иона частично снова занимает квантовое состояние, освободившееся в результате ионизации атома стронция. Сила этой связи будет определяться энергией ионизации атома стронция и степенью перекрывания р-орбиталей атома серы с s-орбиталью атома стронция. Имеющая сферическую симметрию s-орбиталь плохо перекрывается (разд. 5.3) с другими орбиталями. По принципу Паули лишь один из шести ионов S , окружающих ион 5г2+, может образовать с ним ковалентную связь. s-Орбиталь может быть лишь однократно за- [c.516]

В дальнейщем, рассматривая применение выражения (VI.87), можно различать два случая. В первом суммирование выполняется по всем возможным значениям. .. е . Такой метод применяется в статистике Бозе — Эйнштейна, разработанной первоначально Бозе для световых квантов и примененной Эйнштейном для молекул газа. В другом случае применяется принцип Паули, согласно которому исключаются члены, в которых два или большее число значений энергий El,. .. едг относятся к тому же самому состоянию. Тогда говорят о статистике Ферми — Дирака, разработанной для электронного газа. [c.213]

Отклонения от правильности геометрических форм могут возникнуть по крайней мере от двух причин. Во-первых, отклонение возможно, если группы, связанные с центральным атомом, не все идентичны. Например, углы НСН в ряду СНдР, СН3С1, СНдВр н СНд равны 110,0 110,3° 110,8° 111,0° соответственно. Все они больше тетраэдрического угла 109,5°, найденного для СН и СХ4 (где X—Р, С1, Вг, I). Однако из этих данных видно, что отклонения от правильной симметрии не очень велики, и далее будет показано, почему это так. Во-вторых, отклонение от правильной симметрии возможно, когда в валентном уровне присутствуют как связывающие, так и неподеленные пары электронов, причем отклонения, возникающие по этой причине, обычно несколько больше. Например, в ряду ЫН4, ЫНз, МН углы НМН монотонно уменьшаются от 109,5° до 104°. Аналогично в изоэлектронном ряду СН4, ННз, ОН2 обнаруживается систематическое уменьшение углов между связями 109,5° 107,3° 104,5° соответственно. В вышеприведенных рядах присутствуют О, 1 и 2 неподеленные электронные пары соответственно, которые в последних двух случаях находятся, вероятно в соответствии с принципом Паули, в вершинах несколько искаженного тетраэдра. Значения углов наводят также на мысль о том, что электроны неподеленных пар значительно сильнее отталкиваются один от другого и от связывающих пар, чем связывающие пары или даже чем связанные атомы. Действительно, Джиллеспи и Ньюхольм нашли, что качественная картина стереохимии значительно улучшается для большинства неорганических молекул при допущении, что электростатическое отталкивание между электронными парами в данном валентном уровне понижается в следующем порядке неподеленная пара — неподеленная пара (L— ) > неподеленная пара — связывающая пара L—В) > связывающая пара — связывающая пара В—В). Это может быть объяснено тем, что неподеленные пары [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология