27.Современная теория строения атома

Теория основывается на законах, описывающих движение микрочастиц. Микрообъекты обладают двойственной природой. Они обладают корпускулярными свойствами и волновыми свойствами. В центре атома – ядро, вокруг него – электронное облако, в котором плотность соответствующих участков пропорциональна вероятности нахождения в ней электронов. Чем прочнее связь электронов с ядром, тем меньше размеры электронного облака.

28.Волновая функция уравнения Шредингера

Вероятность нахождения электрона в определенной области пространства описывается волновой функцией , которая характеризует амплитуду волны, как функцию координат электрона. В наиболее простом случае эта функция зависит от трех пространственных координат и называется орбиталью. Орбиталь —область вокруг ядра, где нахождение e наиболее вероятно. В 1926 г. Шредингер предложил уравнение математического описания электронного строения атома в трехмерном пространстве:

(E-U) =0

,где

x, y, z — координаты электрона

m — масса электрона

Е — полная энергия

U — потенциальная энергия

- волновая функция

29 .Главное и орбитальное квантовые числа

Главное квантовое число n определяет энергию электрона и размеры электронных облаков. Энергия электрона главным образом зависит от расстояния электрона от ядра: чем ближе к ядру находится электрон, тем меньше его энергия. Поэтому можно сказать, что главное квантовое число n определяет расположение электрона на том или ином энергетическом уровне (квантовом слое). Главное квантовое число имеет значения ряда целых чисел от 1 до ∞. При значении главного квантового числа, равного единице (n=1), электрон находится на первом энергетическом уровне, расположенном на минимально возможном расстоянии от ядра. Полная энергия такого электрона наименьшая.

Электрон, находящийся на наиболее удаленном от ядра энергетическом уровне, обладает максимальной энергией. Поэтому при переходе электрона с более удаленного энергетического уровня на более близкий выделяются порции (кванты) энергии.

Орбитальное квантовое число l. Электронные облака отличаются не только размерами, но и формой. Форму характеризует орбитальное или азимутальное квантовое число. Различная форма электронных облаков обусловливает изменение энергии электронов в пределах одного энергетического уровня, т.е. ее расщепление на энергетические подуровни. Принимает значение целых чисел от 0 до (n - 1). Независимо от номера энергетического уровня, каждому значению орбитального квантового числа соответствует орбиталь особой формы. Набор орбиталей с одинаковыми значениями n называется энергетическим уровнем, с одинаковыми n и l - подуровнем.

30.Магнитное и спиновое квантовые числа

Магнитное квантовое число m характеризует положение электронной орбитали в пространстве и принимает целочисленные значения от -l до +l, включая 0. Это означает, что для каждой формы орбитали существует (2l + 1) энергетически равноценных ориентации в пространстве.

Для s-орбитали (l = 0) такое положение одно и соответствует m = 0. Сфера не может иметь разные ориентации в пространстве.

Для p-орбитали (l = 1) - три равноценные ориентации в пространстве (2l + 1 = 3): m = -1, 0, +1.

Для d-орбитали (l = 2) - пять равноценных ориентаций в пространстве (2l + 1 = 5): m = -2, -1, 0, +1, +2.

Таким образом, на s-подуровне - одна, на p-подуровне - 3, на d-подуровне - 5, на f-подуровне - 7 орбиталей.

Спиновое квантовое число (s) (или спин) ‒ характеризует вращательный момент электрона в магнитном поле, который он приобретает при вращении вокруг своей оси (при этом возникает магнитный момент). Спин показывает, какое из двух разрешенных состояний занимает электрон на данной орбитали. Его обычно обозначают как '↑' и '↓', т.е. он может принимать только два значения (+¹/₂) и (‒¹/₂), соответствующие противоположным направлениям спина. На каждой орбитали могут находиться не более двух электронов с противоположными спинами. Суммарный спин двух электронов с противоположными значениями спина равен нулю: (+¹/₂) + (‒¹/₂) = 0, т.е. как и остальные квантовые числа спин может отличаться на единицу