Билет 4.

1. Квантово-механическая модель строения атома. Квантовые числа, их физический смысл. Символьная и графическая формы записи электронных и химических формул.

1. Основные положения квантово-механической теории строения атома:

1. ē имеет двойственную (карпускулярно-волновую) природу – может вести себя как частица, и как волна: как частица имеет массу и заряд, движущийся ē проявляет волновые свойства, напр. способность к дифракции.

2. Для ē невозможно одновременно точно измерить координату и скорость – чем точнее мы измеряем скорость, тем неопределенней координата, и наоборот.

3. ē в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части околоядерного пространства; пространство вокруг ядра, в кот. Вероятность нахождения ē достаточно велика, называют орбиталью.

4. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов – число протонов равно порядковому номеру элемента, а сумма чисел протонов и нейтронов соответствует его массовому числу.

Вся совокупность сложных движений ē в атоме описывается четырьмя квантовыми числами:

1. главное квантовое число n – определяет общую энергию ē на данной орбитали, принимает любые целые значения n=1,2,3…

2. орбитальное кв. число ℓ - характеризует энергетическое состояние ē на разных подуровнях, определяет форму ē облака. ℓ=0,1,…,n-1. 0-s, 1-p, 2-d, 3-f, 4-g.

3. магнитное квантовое число m_ℓ - характеризует ориентацию орбитали в пространстве. m_ℓ может принимать значения любых целых чисел от -ℓ до +ℓ, включая 0, т.е. всего (2ℓ+1). Пр. при ℓ=1, m_ℓ = -1, 0, +1; при ℓ=3, (2ℓ+1=7), m_ℓ = -3,-2,-1,0,+1,+2,+3.

4. спиновое квантовое число m_s = -1/2, +1/2.

Принципы заполнения атомных орбиталей:

1. принцип Паули – у 2-х и более ē не могут быть одинаковыми все квантовые числа. На любой орбитали может находиться не более двух электронов и то лишь в том случае, если они имеют противоположные спины.Максимальное число ē с одинаковым главным кв. числом n равно: N=2n² , на 1 энергет. уровне не больше 2ē, на 2 – 8, на 3 – 18 и т.д.

2. правило Гунда – при данном значении ℓ (т.е. в пределах определенного подуровня) ē располагаются таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным. Заселение орбиталей, относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню, начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заселение орбиталей парами электронов с противоположными спинами.

3. принцип наименьшей энергии – в аотме каждый ē располагается так, чтобы его энергия была минимальной (что отвечает наибольшей связи его с ядром). Энергия ē = n+ℓ. Заполнение подуровней 1s < 2s < 2 p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f 5d < 6p < 7s < 5f 6d...

Билет 5