Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Электроника

Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.  Просмотрен 1030

 

Формулировка принципа Паули:


в системе одинаковых фермионов любые два из них не могут одно­временно находиться в одном и том же состоянии.


Отметим, что число однотипных бозонов, находящихся в одном и том же состоянии, не лимитируется.

Напомним, что состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел:

главного n (n=1, 2, 3, ...),

орбитального l (l=0, 1, 2, ..., n-1),

магнитного ml (ml= -l,..., -1, 0, + 1, ..., +l),

магнитного спинового ms (ms= +1/2, -1/2).

Распределение электронов в атоме подчиняется принципу Паули, который мо­жет быть использован в его простейшей формулировке:

в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с оди­наковым набором четырех квантовых чи­сел n, l, ml и ms.

Данному n соответствует n2 различных состояний, отличающихся значениями l и ml. Кванто­вое числоmsможет принимать лишь два значения (±1/2). Поэтому максимальное число электронов, находящихся в состоя­ниях, определяемых данным главным кван­товым числом, равно


Совокупность электронов в многоэлек­тронном атоме, имеющих одно и то же главное квантовое число n, называют электронной оболочкой. В каждой из обо­лочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l. Поскольку орбитальное квантовое число принимает значения от 0 до n-1, число подоболочек равно порядковому номеру n оболочки. Количество электронов в подоболочке определяется магнитным и маг­нитным спиновым квантовыми числами: максимальное число электронов в подоболочке с данным l равно 2(2l+1). Обозна­чения оболочек, а также распределение электронов по оболочкам и подоб


олочкам представлены в табл. 6. Периодическая система элементов Менделеева

Д. И.

Менделеев ввел понятие поряд­кового номера Z химического элемента, равного числу протонов в ядре и соответ­ственно общему числу электронов в элек­тронной оболочке атома. Расположив хи­мические элементы по мере возрастания порядковых номеров, он получил перио­дичность в изменении химических свойств элементов.

Единственный электрон атома водоро­да H находится в состоянии 1s, характеризу­емом квантовыми числами n=1, l=0, ml=0и ms1/2 (ориентация его спина произвольна).

Оба электрона атома Не находятся в состоянии 1s, но с антипа­раллельной ориентацией спина. Электрон­ная конфигурация для атома Не записы­вается как 1s2 (два 1s-электрона). На атоме Не заканчивается заполнение K-оболочки.

Третий электрон атома Li (Z=3), со­гласно принципу Паули, уже не может разместиться в целиком заполненной K-оболочке и занимает наинизшее энерге­тическое состояние с n=2 (L-оболочка), т. е. 2s-состояние. Электронная конфигу­рация для атома Li: 1s22s. и.т.д.

 

 




Рентгеновские спектры

Большую роль в выяснении строения ато­ма, а именно распределения электронов по оболочкам, сыграло излучение, открытое В. Рентгеном и названное рентгеновским. Наиболее распространенным источником рентгеновского излучения является Pt), испытывая на нем резкое тор­можение рент­геновская трубка, в которой сильно уско­ренные электрическим полем электроны бомбардируют анод (металлическая ми­шень из тяжелых металлов, например W или. При этом возникает рентгенов­ское излучение, представляющее собой электромагнитные волны с длиной волны примерно

10-12—10-8 м.

.

Предыдущая статья:Водородоподобных систем. Следующая статья:Сплошной рентгеновский спектр называют тормозным спектром.
page speed (0.0124 sec, direct)