INFONKO.RU

Современная модель состояния электрона в атоме

При химических реакциях ядро атома не претерпевает изменений. Изменению подвергаются электронные оболочки атомов, строением которых объясняются многие свойства химических элементов. Поэтому состоянию электронов в атоме и структуре электронных оболочек уделяется большое внимание при изучении химии.

Состояние электрона в атоме описывается квантовой механикой, которая изучает движение и взаимодействие микрочастиц, то есть элементарных частиц, атомов, молекул и атомных ядер. По представлениям квантовой механики микрочастицы имеют волновую природу, то есть выступают как носители и корпускулярных, и волновых свойств. Применительно к электрону можно сказать, что он ведет себя и как частица, и как волна, то есть обладает, как и другие микрочастицы, корпускулярно-волновым дуализмом(двойственностью).

Электроны в атоме не имеют траекторий движения. Квантовая механика рассматривает вероятность нахождения электрона в пространстве вокруг ядра. Быстро движущийся электрон может находиться в любой части околоядерного пространства, и различные положения его рассматриваются как электронное облако с определенной плотностью отрицательного заряда. Более наглядно это можно представить так. Если бы удалось через весьма малые промежутки времени фотографировать положение электрона в атоме (он отразится на фотографии в виде точки), то при наложении множества таких фотографий получилась бы картина электронного облака. И там, где число точек наибольшее, облако наиболее плотное. Максимальная плотность отвечает наибольшей вероятности нахождения электрона в данной части атомного пространства.

Электронное облако атома водорода

Чем прочнее связан электрон с ядром, тем более плотным по распределению заряда и меньшим по размерам должно быть электронное облако.

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью. В нем заключается 90 % электронного облака. Это означает, что около 90 % времени электрон находится в этой части пространства.

Очевидно, что электроны, движущиеся в орбиталях меньшего размера, сильнее притягиваются ядром, чем электроны, движущиеся в орбиталях большего размера. Электроны, которые движутся в орбиталях близкого размера, образуют энергетические уровни(электронные слои). Энергетические уровни нумеруются, начиная с 1, 2, 3, 4 … Иногда их обозначают буквами K, L, M, N … Целое число n, обозначающее номер уровня, называетсяглавным квантовым числом. Оно характеризует размер электронного облака, энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Наименьшей энергией обладают электроны первого энергетического уровня, наиболее близкого к ядру. По сравнению с электронами первого уровня электроны последующих уровней обладают большим запасом энергии. Очевидно, менее прочно связаны с ядром электроны внешнего уровня.



Число заполняемых электронами энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором находится элемент: у атомов элементов I периода – один энергетический уровень, II периода – два, III – периода – три и т.д. Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно удвоенному квадрату номера уровня

N = 2n2,

где N – число электронов; n – номер уровня (считая от ядра), или главное квантовое число.

В соответствии с данным уравнением на первом, ближайшем к ядру, энергетическом уровне может находиться не более 2, на втором – 8, на третьем – 18, на четвертом – 32 электронов.

Кроме главного квантового числа существует еще три энергетических параметра, определяющих состояние электрона в атоме. Это побочное (орбитальное, азимутальное) квантовое числоl, определяющее форму атомной орбитали. Оно может принимать целочисленные значения от 0 … до (n – 1) (l = 0, 1, …, n-1). Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы. При l = 0 орбиталь независимо от значения главного квантового числа имеет сферическую форму (s-орбиталь). Значению l = 1 соответствует орбиталь, имеющая форму гантели (р-орбиталь). Еще более сложную форму имеют орбитали, отвечающие высоким значениям l, равным 2, 3 и 4 (d-, f-, g-орбитали).

Характеристика орбитального квантового числа

Магнитное квантовое число (ml)определяет положение атомной орбитали в пространстве относительно внешнего магнитного или электромагнитного поля. Магнитное квантовое число связано с орбитальным квантовым числом, изменяясь –l , до + l, включая 0. Следовательно, каждому значению l соответствует (2l + 1) значений магнитного квантового числа.

Характеристика магнитного квантового числа

Спиновое квантовое число (s) может принимать лишь два возможных значения +½ и -½. Они соответствуют двум возможным и противоположным друг другу направлениям собственного магнитного момента электрона.

Характеристика спинового квантового числа



infonko.ru/mehanizm-pravovogo-regulirovaniya-i-ego-effektivnost.html infonko.ru/mehanizm-pravovogo-regulirovaniya-obshestvennih-otnoshenij.html infonko.ru/mehanizm-pravovogo-regulirovaniya-ponyatie-i-osnovnie-elementi.html infonko.ru/mehanizm-pravovogo-regulirovaniya-ponyatiya-i-elementi.html infonko.ru/mehanizm-pravovogo-vozdejstviya.html infonko.ru/mehanizm-predostavleniya-zhilishnih-ipotechnih-kreditov.html infonko.ru/mehanizm-predvaritelnogo-naslazhdeniya.html infonko.ru/mehanizm-prekrasheniya-goreniya.html infonko.ru/mehanizm-primeneniya-nalogovih-sankcij.html infonko.ru/mehanizm-prinyatiya-upravlencheskih-reshenij.html infonko.ru/mehanizm-privoda-viklyuchatelya.html infonko.ru/mehanizm-processa-kristallizacii.html infonko.ru/mehanizm-provedeniya-vozbuzhdeniya-po-bezmielinovim-i-mielinovim-nervnim-voloknam-rol-perehvatov-ranve-skorost-provedeniya-vozbuzhdeniya-po-nervnim-voloknam.html infonko.ru/mehanizm-provedeniya-vozbuzhdeniya-v-nervnom-volokne.html infonko.ru/mehanizm-raspredeleniya-pribili-akcionernogo-obshestva.html infonko.ru/mehanizm-razrabotki-prognozov.html infonko.ru/mehanizm-razvitiya-lyuboj-bolezni-zakonomerno-vklyuchaet-processi-dvuh-kategorij-povrezhdeniya-i-prisposobleniya-adaptacii-organizma-k-menyayushimsya-usloviyam-ego-zhiznedeyatelnosti.html infonko.ru/mehanizm-razvitiya-pochechnoj-nedostatochnosti-obrazovanie-mikrotrombov-v-sosudah-mikrocirkulyacii-i-narushenie-funkcii-pochek.html infonko.ru/mehanizm-razvitiya-vospaleniya.html infonko.ru/mehanizm-reabsorbcii-natriya.html