Принцип неопределенности:

В любой момент времени невозможно определить и положение в пространстве, и скорость (импульс) электрона.

В. Гейзенберг показал, что произведение неопределенностей в положении ( х) и в скорости ( или импульсе) электрона ( v) не может быть меньше определенной величины:

х· v x h/(2πm)

Так же и по всем остальным осям.

Волновое уравнение Шредингира

первые три члена – это сумма вторых производных волновой функции по координатам х, у, z (часто эту сумму обозначают), m – масса электрона, h – постоянная Планка

Физический. смысл волновой функции: её квадрат Ψ2 характеризует вероятность нахождения электрона в данной точке атомного пространства

Решение уравнения Шредингира для атома водорода

nlml = [N][Rnl(r)][Фlml (х/r, у/r, z/r)]

N – постоянная нормировки. Определяется из условия, что вероятность нахождения электрона где- либо в пространстве равна единице.

Rnl(r) – радиальная часть волновой функции.

/Rnl(r)/2 дает вероятность нахождения электрона на некотором расстоянии r от ядра.

Фlml(х/r, у/r, z/r) – угловая часть волновой функции

зависит от трех пространственных координат.

Электрон может находиться в любом месте пространства. В области, где значения 2 выше, он пребывает чаще и эти области соответствуют минимальной энергии электрона.

Совокупность мест пространства, где квадрат функции 2 имеет максимальное значение, называется электронной орбиталью, или электронным облаком атома.

Вероятность нахождения электрона в сферическом слое радиуса r толщиной dr называется плотностью электронного облака: D = 4 r2 2.

-функция для 1s, 2s, 3s подуровней принимает разные значения. Для 2s и 3s орбиталей может быть отрицательной, но 2 и D=4 r2 2 только положительны значения и поэтому кривые этих функций проходят через ряд максимумов.

Квантовые числа

Главное квантовое число n определяет энергию и размеры электронных орбиталей.

Оно принимает значения: 1,2,3,4,5...Чем больше n, тем выше энергия.

Орбитальное квантовое число l определяет форму атомной орбитали.

Принимает значения от 0 до n-1, всего n значений.

Каждое значение l имеет своё обозначение: s, p, d, f.

На первом энергетическом уровне (n = 1) могут находиться только s-электроны, его условная запись 1s. l=0(s-орбиталь). Форма орбитали сфера.

При n = 2 орбитальное квантовое число имеет два значения: l = 0 (s- электроны) и l = 1.

l = 1 (р- электроны), которым соответствует форма электронного облака, напоминающая гантель.

При n = 3 орбитальное квантовое число имеет три значения: 1=0, l=1 и 1=2.

1=2 (d-электроны). Их орбитали имеют более сложную форму, чем р –орбитали .

Электроны с 1=3 называют f–электронами, у них форма орбитали ещё более сложная, чем у d–электронов.

На одном и том же уровне энергия подуровней возрастает в ряду:

Es< Ep< Ed< Ef

1=4 -g-орбиталь , 1=5 - h –орбиталь.