- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 3.
- •Вопрос 4.
- •Вопрос 5
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •Вопрос 8
- •Вопрос 11.
- •Вопрос 15.
- •Вопрос 16
- •Вопрос 17
- •Вопрос 18
- •Вопрос 20
- •Вопрос 21
- •Вопрос 22
- •Вопрос 22. Атом водорода. Потенциалы возбуждения и ионизации. Квантовые числа. Вырожденные состояния.
- •Вторая часть билета!
- •Вопрос 23. Ширина спектральных линий. Мультиплетность спектров. Спин электрона. Магнетон Бора.
- •24.Спин орбитальное взаимодействие. Эффект Зеемана. Принцип Паули. Расположение элементов в системе Менделеева.
- •Вопрос 25. Ионная и ковалентная связи атомов в молекуле. Энергия диссоциации. Полная энергия молекулы. Вращательные, колебательно-вращательные полосы.
- •Вопрос 26. Вынужденное излучение. Мазеры. Лазеры. Накачка метастабильных уровней. Свойства лазерного излучения.
- •27. Фазовое пространство. Функция распределения. Понятие о квантовой статистике Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака.
- •29.Квантовая теория свободных электронов в металле. Уровень Ферми. Запрещенные зоны. Валентная зона. Зона проводимости
- •30.Электропроводность металлов. Сверхпроводимость. Температурные зависимости проводимости.
- •31.Дырочная проводимость. Примесная проводимость. Запрещенные зоны. Валентная зона. Зона проводимости.
- •32.Работа выхода. Термоэлектронная эмиссия. Контактная разность потенциалов.
- •33). Контактные явления в полупроводниках
- •35). Основные свойства атомного ядра.
- •36). Масса и энергия связи. Дефект массы. Деление тяжелых и синтез легких ядер.
- •37.Ядерные силы. Модели ядра. Мезоны.
- •1.Капельная модель ядра.
- •2.Оболочечная модель ядра.
- •38.Радиоактивность. Постоянная распада. Альфа, бета и гамма излучения. Закон радиоактивного распада.
- •39. Альфа-распад. Бета-распад. Правила смещения.
- •40). Реакция деления ядра. Цепная реакция деления.
- •41 Космическое излучение. Типы взаимодействия элементарных частиц. Частицы и античастицы
- •42 Классификация элементарных частиц. Кварки.
Вопрос 25. Ионная и ковалентная связи атомов в молекуле. Энергия диссоциации. Полная энергия молекулы. Вращательные, колебательно-вращательные полосы.
Химическая связь — это взаимодействие частиц (атомов, ионов), осуществляемое путем обмена электронами. Различают несколько видов связи.
Ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов (с образованием общих электронных пар), которое происходит в ходе перекрывания электронных облаков. В образовании ковалентной связи участвуют электронные облака двух атомов.
Различают две основные разновидности ковалентной связи: а) неполярную и б) полярную.
а) Ковалентная неполярная связь образуется между атомами неметалла одного и того лее химического элемента. Такую связь имеют простые вещества, например О2; N2; C12.
б) Ковалентная полярная связь образуется между атомами различных неметаллов.
Энергия химической связи
Согласно принципу наименьшей энергии, внутренняя энергия молекулы по сравнению с суммой внутренних энергий образующих ее атомов должна понижаться. Внутренняя энергия молекулы включает сумму энергий взаимодействия каждого электрона с каждым ядром, каждого электрона с каждым другим электроном, каждого ядра с каждым другим ядром. Притяжение должно превалировать над отталкиванием.
Важнейшей характеристикой связи является энергия, определяющая ее прочность. Мерой прочности связи может служить как количество энергии, затрачиваемой на ее разрыв (энергия диссоциации связи), так и величина, которая при суммировании по всем связям дает энергию образования молекулы из элементарных атомов. Энергия разрыва связи всегда положительна. Энергия образования связи по величине та же, но имеет отрицательный знак.
Для двухатомной молекулы энергия связи численно равна энергии диссоциации молекулы на атомы и энергии образования молекулы из атомов.
Полная энергия e молекулы есть сумма потенциальной и кинетической энергий. Последняя является квадратичной функцией от всех импульсов, число которых равно полному числу 3п степеней свободы молекулы. Поэтому энергия e имеет вид
Вращательные спектры. Двухатомную молекулу можно упрощенно рассматривать как жесткий ротатор с моментом инерции I. Решение уравнения Шрёдингера для жесткого ротатора дает следующие разрешенные уровни энергии:
где J – квантовое число, характеризующее вращательный момент количества движения молекулы. Правило отбора для разрешенных переходов таково: DJ = ±1. Следовательно, чисто вращательный спектр состоит из ряда эквидистантных линий с частотами
Вращательные спектры многоатомных молекул имеют сходную структуру.
Колебательно-вращательные спектры. В действительности молекулярные связи не являются жесткими. В простейшем приближении движение ядер двухатомной молекулы можно рассматривать как колебания частиц с приведенной массой m относительно положения равновесия в потенциальной яме с гармоническим потенциалом. Если гармонический потенциал имеет вид V(x) = kx2/2, где x – отклонение межъядерного расстояния от равновесного, а k – коэффициент упругости, то решение уравнение Шрёдингера дает следующие возможные уровни энергии: Еv = hn (v+1/2). Здесь n – частота колебаний, определяемая формулой , а v – колебательное квантовое число, принимающее значения v = 1, 2, 3.... Правило отбора для разрешенных (инфракрасных) переходов: Dv = ±1. Таким образом, для колебательных переходов существует единственная частота n. Но поскольку в молекуле одновременно происходят колебания и вращение, возникает колебательно-вращательный спектр, в котором на колебательную частоту молекулы налагается «гребенка» вращательных линий.