Succesul teoriei lui Bohr a fost limitat la posibilitatea aplicării lui numai la atomul de hidrogen. Când încerca să aplice teoria lui Bohr atomului de heliu, era deja ineficientă. Calculele atomilor mai complexe bazate pe utilizarea reprezentărilor lui Bohr simplificate au fost complet imposibil de realizat. În ciuda îmbunătățirilor făcute de Arnold Sommerfeld (1863-1951) în teoria lui Bohr. în legătură cu care posibilitatea de mișcare a electronilor într-un atom a fost luată în considerare nu numai în orbite circulară, dar și în eliptice. această teorie era de a da drumul unor noi opinii. [C.26]
În acest fel. Acum este clar că trebuie să folosim trei numere cuantice pentru a descrie energia unui electron. Fiecare nou număr cuantic a fost introdus pentru a satisface cerințele experimentale. Cu toate acestea, chiar și cu aceste trei numere cuantice, nu a fost posibil să se explice pe deplin spectrele liniei. De exemplu, acțiunea unui câmp magnetic slab conduce la așa-numitul efect Zeeman anormal. care nu au putut fi înțelese pe baza modelului Bohr-Sommerfeld. În plus, atomul Bohr și variantele sale au avut multe alte deficiențe. Unul dintre ei, și, aparent, cel mai semnificativ. a fost imposibilitatea de a aplica teoria lui Bohr unor atomi mai complexi. Aplicarea sa în spectrul unui atom atît de simplu ca atomul de heliu a condus la eșecul total și toate încercările de a înțelege fundamentele sistemului periodic în cadrul modelului Bohr au fost nereușite. Aceasta arată că toate cele de mai sus sunt valabile numai pentru un sistem cu un singur electron. O astfel de restricție nu are sens și, prin urmare, este evidentă necesitatea de a găsi ceva mai bun. [C.37]
Atomul de heliu din starea 1 [c.201]
Atomii tuturor elementelor, cu excepția hidrogenului, sunt mulți electroni. Funcțiile valurilor și nivelurile de energie pentru ele pot fi, în principiu, găsite. rezolvând ecuația lui Schrödinger. Cu toate acestea, soluția exactă a acestei ecuații pentru sistemele cu mai multe electroni nu poate fi complicată de faptul că electronul se mișcă - nu mai este în câmpul nucleului. dar într-un câmp creat de nucleu și de restul electronilor. Luați în considerare cel mai simplu atom de multe electroni - atomul de heliu, constând dintr-un nucleu (2 = 2) și [c.34]
Pentru un sistem cu două electroni. cum ar fi un atom de heliu într-o stare de electroni în stare singlet (rotiri antiparalel-ny) tind să contracției comune, în timp ce în starea triplet (paralel cu partea din spate), se observă ob converse Acest fapt nu este rezultatul forțelor de repulsie între electroni. ci ca o consecință a formei necesare a funcției de undă. luând în considerare principiul nedisimulabilității electronilor. Pentru atom heliu in care electronii sunt pe nondirec H orbitalii, distribuția spațială a electronilor ca urmare a stării simetrice sau singlettyugo dintre cele mai probabile trei configurație - două, în care un electron este mai aproape și altul mai departe de miez, și un al treilea, în care ambele electronii sunt simultan la fel de aproape de nucleul la o stare antisimetrică sau triplet de cea mai mare probabilitate au doar două configurații - un singur electron este mai aproape și altul mai departe de nucleu. Deoarece s-orbitalii nu conțin o dependență unghiulară. Corelația electronică (corelația dintre pozițiile electronilor) va fi numai radială. Din punct de vedere al stereochimiei, funcțiile de undă sunt de interes. care includ dependența angulară. În acest sens, în cele ce urmează, atomul de heliu în starea s -2p1 va fi luat în considerare în detaliu. [C.201]
Ce s-ar adresa atomul de heliu dacă un proton a fost eliminat din nucleul său. și coaja de electroni ar rămâne neschimbată [c.44]
În conformitate cu schimbările în potențialul de ionizare în perioade și grupuri, în general, există o schimbare relativă a proprietăților elementelor. Cu toate acestea, potențialul de ionizare nu poate servi drept singura măsură cantitativă a metalienței relative sau a nonmetalității elementelor. Într-adevăr, atomul de heliu are cel mai mare potențial de ionizare, dar deoarece se referă la elemente inerte. vorbesc despre natura proprietăților sale este destul de dificil. Mai mult, dacă luăm în considerare schimbarea potențialului de ionizare în cea de-a doua perioadă (vezi figura 8, -He), atunci sunt observate sare. Potențialul de ionizare al oxigenului este mai mic decât cel al azotului. Astfel de sare, legate de anumite trăsături structurale ale cochililor de electroni ai atomilor, sunt de asemenea observate și în alte perioade, deși proprietățile nemetalice sunt în creștere. [C.65]
Electronul este abreviat ca c. pozitron - e +, neutron - ap și proton - p. De exemplu, atomul de heliu este abreviat ca rHe. unde cifra inferioară este valoarea încărcăturii nucleare (numărul de protoni din nucleu), numărul superior este masa atomului. [C.41]
Anterior sa menționat că nu există o diferență fundamentală între natura legăturii chimice interatomice și natura stabilității atomilor înșiși. Forțele. System- care dețin atomul de heliu (miez și doi electroni), la fel ca în molecula de hidrogen H (două nuclee și doi electroni) sau hidrogen molecular ion, H + (două nuclee, un electron). Luați în considerare formarea unei legături chimice prin exemplul ionului H2 + și a moleculei Hr, deoarece este cel mai convenabil ca aceste exemple să se familiarizeze cu metodele mecanicii cuantice. [C.75]
După cum sa arătat mai sus, saturația este cea mai caracteristică a forțelor de interacțiune chimică. Prin urmare, deja în prima lucrare, W. Heitler și F. London au arătat că, în particular, atomul de heliu este incapabil să formeze o legătură cu alți atomi. [C.474]
Prezența proprietăților undelor în particulele de material a fost confirmată experimental. În 1927, fizicienii americani Davisson și Germer și englezul Thomson cu un fascicul de electroni au primit un model de difracție. similar cu ceea ce era cunoscut de la 1912 pentru raze X. Mai târziu, au apărut dovezi experimentale privind prezența proprietăților undelor unor astfel de obiecte materiale. ca un proton, un neutron, un atom de heliu, o moleculă de hidrogen. În acest fel. sa demonstrat că descrierea comportamentului microobiectelor trebuie să țină seama în mod necesar de proprietățile valurilor. [C.162]
Lungimea de undă a unei astfel de particule este numită adesea lungimea de undă de Broglie. Pentru orice particulă cu masa m și o viteză cunoscută, se poate calcula lungimea de undă de Broglie. De exemplu, pentru un electron, cu o energie de aproximativ 1,6 10 „erg, care este energie destul de scăzut. De Broglie lungime de undă este de aproximativ 1,2 A. Această valoare corespunde aproximativ parametrilor de cristal cu zăbrele. Folosind valorile apropierii parametrilor de cristal și lungimea de undă de Broglie pentru un electron, cu o energie de aproximativ 1,6-10 erg, Davisson și Germer a arătat că electronul și, de fapt, are un caracter val. folosind cristale de nichel ca rețea de difracție. au primit un model de difracție. care poate fi ușor explicat prin val de mișcare de electroni. Dacă adevărul naturii corpuscular al electronului poate fi o întrebare, care au fost găsite proprietățile de undă pentru aceste particule de material incontestabil. ca un neutron și un atom de heliu. [c.41]
Atomul de heliu are o simetrie sferică. prin urmare, nu are un moment dipol. Cu toate acestea, o astfel de reprezentare se bazează pe medierea în timp. Dacă luăm o fotografie instantanee a atomului de heliu, atunci vom vedea o distribuție asimetrică a electronilor în jurul nucleului într-o anumită clipă. Prin urmare, trebuie să existe un dipol instantaneu. Un astfel de dipol va provoca, de asemenea, un dipol instant într-un alt atom, care poate duce la un câmp sincron în întregul sistem. Acest lucru va reduce energia sistemului, dar interacțiunea va fi foarte slabă. [C.185]
Atomul de heliu în stare excitat 1 [c.201]
În unele cazuri, conceptele atomului și moleculei din punctul de vedere al teoriei moleculare atomice pot coincide formal. De exemplu, atomul de heliu (potasiu, cupru etc.) este cea mai mică particulă de heliu (potasiu, cupru etc.), care posedă toate proprietățile chimice ale substanței date. [C.20]
Următoarea sarcină cea mai mare a nucleului Z = 2) este atomul de heliu. Numărul de electroni 2. Configurația 1 5. În starea normală a atomului, ambii electroni se află în primul strat cuantic. Ele diferă numai în direcția celuilalt. [C.24]
Luați în considerare atom heliu excitat în care un electron este la hidrogen-orbitali și numerele cuantice [/ [ShTs și altul - cuantumul orbital [C.35]
Aplicarea teoremei viriale. Să considerăm acum un sistem format din doi atomi, c este atomul de heliu și d este un atom de hidrogen. Din punctul de vedere al electrostaticii clasice, acest sistem poate fi reprezentat de circuitul descris în Fig. 4. Originea coordonatelor este plasată în punctul unde este plasat nucleul atomului de heliu. Vectorii de rază rr, rg și r = h determină una dintre pozițiile posibile ale protonului și electronilor în raport cu nucleul de heliu. Între particule acționează [c.51]
Fig. 98 rezumă esența conținutului acestui capitol. Este clar că hidrogenul este un prototip de atomi care conțin un electron neparat (atomi deschisi) și, prin urmare, atomul de heliu este un prototip reactiv al tuturor atomilor inerți (închis) înainte de excitație. [C.170]
Primele tabele periodice au fost foarte utile din punct de vedere practic. dar ele nu au ajutat prea mult la înțelegerea a ceea ce determină asemănarea sau diferențele dintre elemente. Această înțelegere a apărut aproximativ 50 de ani mai târziu și este în centrul sistemului periodic modern. Reamintim că atomii constau din particule microscopice dintr-un număr egal de protoni încărcați pozitiv și electroni încărcați negativ (capitolul I, secțiunea B.6). Una dintre caracteristicile principale. pe care diferă atomii elementelor, este numărul de protoni - numărul atomic. Fiecare atom de sodiu conține 11 protoni și fiecare atom de carbon conține 6 protoni. Dacă numărul de protoni dintr-un atom este de 9, atunci acesta este un atom de fluor. dacă 12 este un atom de magneziu. Atomul de hidrogen conține un proton, ca rezultat numărul atomic de hidrogen este unul. Atomul de heliu conține doi protoni și, prin urmare, numărul atomic al acestuia este 2. [c.125]
Luați în considerare atomul gazului nobil al heliului (He). Fiecare atom de heliu conține doi protoni din nucleu și doi electroni din spațiul din jur. Acești doi electroni ocupă primul sau nivelul energetic intern și acesta este numărul maxim de electroni care pot fi la un anumit nivel [c.185]
Se extinde nu numai la un astfel de sistem cu două electroni ca moleculă de hidrogen. dar și pe atomul de heliu și pe orice alt sistem cu două electroni. Ambele electroni 1 și 2 sunt caracterizați de coordonatele X și X2 și de funcțiile de val ft și aSn. Să ne distrăm mai întâi de interacțiunea dintre părți [c.81]
În particular caracterizată prin formarea de legături între molecule, dintre care una are un MO liber joase, iar altul - de tip 1esvyazyvayuschuyu atomic orbital este umplut cu doi electroni. Suprapunerea aceste dd> m (MOD conduce la formarea a două noi MO comune pentru întregul sistem, și apariția compusului chimic puternic (fig. 53). Ceea ce a rezultat, astfel, comunicarea în origine numita legătură donor-acceptor. O molecula cu un orbital numit acceptor liber joase electroni având o pereche de electroni nonbonding pe OM - .. un exemplu al unui donator al mecanismului donor-acceptor de formare a legăturii chimice în molecule diatomice este formarea de ion molecular atom heh El și N. ion atom heliu are doi electroni ka] orbitali cu eV -24.6 energie (IP = 24,6 eV). Este considerată ca un atom tipic inert, cu un înveliș umplut. La 15 există o energie liberă de ioni orbitală de 13,6 eV cu . Atunci când nu se produce un contact ioni heh și H și OM care pot fi reprezentate ca o combinație liniară de orbitali atomici 15 și nici un ion H [c.140]
Și atomul de heliu este în starea de bază. Datorită faptului că MO (2iTg) este legat și are o energie mai mică decât [M.14]
Astfel, descoperirea heliu terestru era un fapt împlinit. Sa constatat că heliu, argon cum ar fi, - un gaz inert chimic. molecula sa, precum și molecula de argon. Monohidroxilici. In 1895 de P. W. Ramsay Kleve a constatat ca atom de heliu la patru ori mai greu decât un atom de hidrogen ,. E. Masa atomică a heliului 4. După acest gaz de hidrogen a fost cea mai ușoară. [C.285]
Luați în considerare, de exemplu, un atom de heliu cu doi electroni, în care se observă o legătură L-S. Pentru doi electroni, rotația totală poate fi egală cu zero sau una (direcția antiparalelă și paralelă a rotirilor electronilor individuali). În acest fel. schema termenilor de heliu se descompune în grupe de dill - termenii paragelului (spinul total este zero) și termenii ortogelici (spinul total este unitatea). Această diviziune este justificată de faptul că nu există tranziții între termenii ambelor grupuri. Așa-numitele reguli de selecție. Rezultatele sunt fundamentate experimental și teoretic. susțin că numai astfel de tranziții sunt posibile. pentru care spinul total este conservat, adică AS = 0. [C.190]
Energia de excitație în stare cu creșterea numărului principal cuantic este mare în comparație cu energia interacțiunii chimice. și, prin urmare, atomul de heliu, de exemplu, nu are niciodată două valențe, deoarece costul pentru a merge la starea (1 x) (25) nu este compensat de câștigul energetic în interacțiunea chimică. [C.580]
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: