16 В чем заключается принцип дополнительности, предложенный н.Бором? Где он применяется?

Для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять 2 взаимоисключающих понятия, совокупность которых дает исчерпывающую информацию. Применяется в квантовой механике 17 Приведите одну из формулировок принципа неопределенности Гейзенберга. Поясните ее.

Принцип неопределенности - это частное выражение принципа дополнительности. устанавливает границы применимости классической физики. В зависимости от прибора наблюдения электрон будет проявлять либо свойства волны, либо частицы. 18 Приведите простейший “вывод” соотношения неопределенностей Гейзенберга.

Принцип подчеркивает, что невозможно измерить одновременно одинаково точно дополнительные характеристики микрообъекта ( невозможно одновременно точно определить положение микрочастицы в пространстве и ее импульс) 19 Опишите состояние электрона в атоме. Можно ли говорить об определенных электронных орбитах, о скорости электрона? Как определить положение электрона в атоме в данный момент времени?

E^- имеет двойственную природу. Он может вести себя и как частица, и как волна: подобно частице, e^- обладает определенной массой и зарядом; в то же время, движущийся e^- проявляет волновые свойства, например, характеризуется способностью к дифракции.

E^- в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части около ядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. Пространство вокруг ядра, в котором вероятность нахождения электрона достаточно велика, называют орбиталью. Радиус орбиты r и скорость электрона v связаны квантовым соотношением Бора: m_rv = nћ ( где m — масса электрона, n - номер орбиты,  ћ — постоянная Планка)

20 Каким образом, пользуясь соотношением неопределенности Гейзенберга, можно узнать, какими законами -- классической или квантовой механики -- описывать движение частицы в конкретной задаче?

Δp_x · Δ x ≥ h / 2π, где Δp_x = m Δv_xx - неопределенность импульса микрообъекта по координате х; Δx - неопределенность положения микрообъекта по этой координате. Чем больше масса микрообъекта, тем в большей степени можно применять классическую механику.

21. Каким образом заполняют электроны возможные энергетические состояния в атоме? Сформулируйте принцип запрета Паули. Укажите максимальное число электронов, которые могут на энергетическом уровне Е2. Поясните ответ.

Принцип запрета Паули: в одном квантовом состоянии могут находиться не более 2х e^- с противополож. направлением спина. На уровне Е₂ max могут находиться 8 электронов. Это объясняется тем, что e^- распределяются по разным уровням, последовательно заполняя возможные состояния, начиная с «нижнего», ближайшего к ядру. Поэтому на уровне Е₁(1S) могут находиться только 2 e^- с противоположным спином и т.д. Такое заполнение электронных оболочек обуславливает хим. и физ. свой-ва атомов и их расположение в периодической таблице Менделеева. 22. Каково значение принципа дополнительности? Приведите его примеры из других областей науки, не связанные с квантовой механикой.

Для полного описания явлений необходимо применять 2 взаимоисключ. набора понятий, совокупность кот. даёт исчерпывающую инфу. Прин-п дополнительности имеет далеко идущую аналогию с общими трудностями образования человеческих понятий, возникающими из разделения субъекта и обьекта. Такого рода аналогии усматриваются в психологии, например: интроспективное наблюдение за непрерывным ходом мышления воздействует на наблюдаемый процесс, изменяя его; поэтому для описания мыслительных феноменов требуются взаимоисключ. классы понятий, что соотв. ситуации описания объектов микрофизики. Другая аналогия - в биологии, связана с дополнительностью между физико-химической природой жизненных процессов и их функциональными аспектами. 23. Как связаны понятия волновой функции и атомной орбитали? Что такое атомная орбиталь?

Атомная орбиталь – совокупность точек возможных положений электронов в V атома. Описывается одноэлектронной волновой функцией |Ψ|² в сферически симметричном электрическом поле атомного ядра, задающейся главным n, орбитальным l и магнитным m квантовыми числами.

Имеет смысл плотности вероятности обнаружить микрочастицу в данном месте пространства 24. Опишите квантовомеханические представления об энергетических оболочках атома, возможных состояниях и правилах их заполнения электронами.

Ядро атома окружают электронные оболочки – «облака вероятности» нахождения электронов. Их плотность и форма описываются квадратом модуля волновой функции.

На каждой орбитали может быть не более двух электронов, отличающихся значением спинового квантового числа s (принцип Паули). Порядок заполнения электронами орбиталей одного уровня (с одинаковым значением главного квантового числа n) определяется правилом Клечковского, порядок заполнения электронами орбиталей в пределах одного подуровня (орбиталей с одинаковыми значениями главного квантового числа n и орбитального квантового числа l) определяется правилом Хунда.

Энергия атома может принимать только определенный набор значений. Этот набор для каждого атома свой. Каждой En сотв. не одно, а несколько возможных состояний, отличающихся формой Ψ-функции 25. Какие основные типы химической связи между атомами вы знаете? Дайте определение каждому типу связи. Приведите примеры.

Ионная: связь между атомами за счёт электрического притяжения ионов, образовавшихся в рез-те перехода электрона от атома к атому. Пример: реакции между натрием и хлором. Атом щелочного металла легко теряет электрон, а атом галогена - приобретает. В результате этого возникает катион натрия и хлорид-ион. Они образуют соединение за счет электростатического притяжения между ними.

Ковалентная: объединение атомов при образовании молекулы происходит путем частичного перекрывания орбиталей внешних электронов. При этом между ядрами атомов образуется область с большой вероятностью нахождения электронов, к которым притягиваются протоны ядер. Пример: простой ковалентной связью соединены атомы в молекулах простых газов Н₂, Сl₂ и др. 26. Кратко изложите элементарные основы «зонной» теории на примере атомных кристаллов.

Элементарные основы «зонной» теории на примере образования атомного кристалла. При образовании кристаллической решетки внешние электрические оболочки соседних атомов перекрываются и находящиеся там электроны становятся общими для всего кристалла в целом. Таким образом, образуется система разрешенных и запрещенных энергетических зон. Заполнение этих зон электронами в соответствии с принципом Паули.