Вопрос 18 Периодическая система элементов. Электронная конфигурация. Ионизационный потенциал.

Периоди́ческая систе́ма хими́ческих элеме́нтов (табли́ца Менделе́ева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы.В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

Электронная конфигурация — формула расположения электронов по различным электронным оболочкам атома химического элемента или молекулы.

С точки зрения квантовой механики электронная конфигурация — это полный перечень одноэлектронных волновых функций, из которых с достаточной степенью точности можно составить полную волновую функцию атома (в приближении самосогласованного поля).

.

 Ионизационный потенциал (I₁), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность

Энергии ионизации элементов.

Ионизационный потенциал, потенциал ионизации, физическая величина, определяемая отношением наименьшей энергии, необходимой для однократной ионизации атома (или молекулы), находящегося в основном состоянии, к заряду электрона. И. п. — мера энергии ионизации, которая равна работе вырывания электрона из атома или молекулы и характеризует прочность связи электрона в атоме или молекуле. И. п. принято выражать в в, численно он равен энергии ионизации в эв.

Значения И. п. могут быть определены экспериментально при исследовании ионизации, вызываемой электронным ударом, а также измерением энергии фотонов при фотоионизации. Наиболее точные значения И. п. для атомов и простейших молекул могут быть получены из спектроскопических данных об уровнях энергии и их схождении к границе ионизации.

Вопрос 19:

Эффе́кт Зе́емана — расщепление линий атомных спектров в магнитном поле. Обнаружен в 1896 г. Зееманом для эмиссионных линий натрия. Эффект обусловлен тем, что в присутствии магнитного поля квантовая частица, обладающая спиновым магнитным моментом, приобретает дополнительную энергию  пропорциональную его магнитному моменту   Приобретённая энергия приводит к снятию вырождения атомных состояний по магнитному квантовому числу   и расщеплению атомных линий.

Полный гамильтониан атома в магнитном поле имеет вид:

где   — невозмущенный гамильтониан атома и   — возмущение, созданное магнитным полем:

Здесь   — магнитный момент атома, который состоит из электронной и ядерной частей. Ядерным магнитным моментом, который на несколько порядков меньше электронного, можно пренебречь. Следовательно,

где   — магнетон Бора,   — полный электронный угловой момент, и   — фактор.

где   и   — полный орбитальный и спиновый моменты атома, и усреднение делается по атомному состоянию с данной величиной полного углового момента.