47095

Последовательное заполнение электронных уравнений атомов

Доклад

Физика

принцип Пауликоторый часто называют еще принципом запрета ограничивает число электронов которые могут находиться на одной орбитали. Согласно принципу Паули на любой орбитали может находиться не более двух электронов и то лишь в том случае если они имеют противоположные спины неодинаковые спиновые числа. Поэтому в атоме не должно быть двух электронов с одинаковыми четырьмя квантовыми числами n l ml ms 3.Согласно правилу Гунда заселение орбиталей относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню начинается одиночными...

Русский

2013-11-27

55.7 KB

1 чел.

39 .Последовательное заполнение электронных  уравнений атомов.   

   Для многоэлектронных атомов найдено, что для каждого энергетического уровня (при данном значении главного квантового числа n) происходит расщепление на подуровни. Энергия электрона зависит уже не только от n, но и от орбитального квантового числа l. Она увеличивается в ряду s-, p-, d-, f-орбиталей.

 Рис. 7

Заселение атомных орбиталей для многоэлектронного атома в основном (то есть энергетически наиболее выгодном) состоянии происходит в соответствии с определенными правилами:

1.принцип минимума энергии определяет порядок заселения атомных орбиталей, имеющих различные энергии. Согласно принципу минимума энергии, электроны занимают в первую очередь орбитали, имеющие наименьшую энергию. Энергия подуровней растет в ряду:

1s < 2s < 2 p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f5d < 6p < 7s < 5f6d...

2.принцип Паули,который часто называют еще принципом запрета, ограничивает число электронов, которые могут находиться на одной орбитали. Согласно принципу Паули, на любой орбитали может находиться не более двух электронов и то лишь в том случае, если они имеют противоположные спины (неодинаковые спиновые числа). Поэтому в атоме не должно быть двух электронов с одинаковыми четырьмя квантовыми числами (nlmlms)

3.правило Гунда, определяет порядок заселения электронами орбиталей, имеющих одинаковую энергию.Согласно правилу Гунда, заселение орбиталей, относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню, начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заселение орбиталей парами электронов с противоположными спинами. В результате суммарный спин (и сумма спиновых квантовых чисел) всех электронов в атоме будет максимальным.

Электронные конфигурации атомов

Схематическое изображение орбиталей с учетом их энергии называется энергетическая диаграммой атома. Она отражает взаимное расположение уровней и подуровней энергии.

На схеме орбитали обозначают в виде ячеек:  , а электроны - в виде стрелок:  или 

Электрон может занять любую свободную орбиталь, но, согласно принципу минимума энергии, всегда предпочитает ту орбиталь, у которой энергия ниже. Принцип запрета Паули ограничивает число электронов на каждой орбитали. Поэтому в одной ячейке (на атомной орбитали) может быть только один или два электрона. На каждом s-подуровне (одна орбиталь) могут находиться два электрона, на каждом p-подуровне (три орбитали) - шесть электронов, на каждом d-подуровне (пять орбиталей) - десять электронов. Правило Гунда определяет порядок заселения орбиталей с одинаковой энергией.Таким образом, можно получить последовательность заселения атомных орбиталей электронами:

40.Рентгеновское излучение (синоним рентгеновские лучи) — это электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн (от 8·10-6 до 10-12 см). Рентгеновское излучение возникает при торможении заряженных частиц, чаще всего электронов, в электрическом поле атомов вещества. Образующиеся при этом кванты рентгеновского излучения имеют различную энергию и образуют непрерывный спектр. Максимальная энергия квантов в таком спектре равна энергии налетающих электронов.

  Исследование спектрального состава рентгеновского излучения показывает, что его спектр имеет сложную структуру и зависит как от энергии электронов, так и от материала анода. Спектр представляет собой наложение сплошного спектра, ограниченного со стороны коротких длин волн некоторой границей  называемой границей сплошного спектра, и линейчатого спектра — совокупности отдельных линий, появляющихся на фоне сплошного спектра

 Исследования показали, что характер сплошного спектра совершенно не зависит от  материала анода, а определяется только энергией бомбардирующих анод электронов. Детальное исследование свойств этого излучения показало, что оно испускается бомбардирующими анод электронами в результате их торможения при взаимодействии с атомами мишени. Сплошной рентгеновский спектр поэтому называют тормозным спектром. Этот вывод находится в согласии с классической теорией излучения, так как при торможении движущихся зарядов должно действительно возникать излучение со сплошным спектром.

 При достаточно большой энергии бомбардирующих анод электронов на фоне сплошного спектра появляются отдельные резкие линии — линейчатый спектр, определяемый материалом анода и называемый характеристическим рентгеновским спектром (излучением).

Мозли закон

        закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z:

         

        где R — Ридберга постоянная, Sn — постоянная экранирования, n — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,...).

         М. з. явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов 

Применение

1.При помощи рентгеновских лучей можно «просветить» человеческое тело, в результате чего можно получить изображение костей, а в современных приборах и внутренних органов ( рентгенография и рентгеноскопия).

2.Выявление дефектов в изделиях (рельсах, сварочных швах и т. д.) с помощью рентгеновского излучения называется рентгеновской дефектоскопией.

3.В материаловедениикристаллографиихимии и биохимии рентгеновские лучи используются для выяснения структуры веществ на атомном уровне при помощи дифракционного рассеяния рентгеновского излучения (рентгеноструктурный анализ). Известным примером является определение структуры ДНК.

4. При помощи рентгеновских лучей может быть определён химический состав вещества. В электронно-лучевом микрозонде (либо же в электронном микроскопе) анализируемое вещество облучается электронами, при этом атомы ионизируются и излучают характеристическое рентгеновское излучение. Вместо электронов может использоваться рентгеновское излучение. Этот аналитический метод называется рентгенофлуоресцентным анализом.

5.В аэропортах активно применяются рентгенотелевизионные интроскопы, позволяющие просматривать содержимое ручной клади и багажа в целях визуального обнаружения на экране монитора предметов, представляющих опасность.

6.Рентгенотерапия — раздел лучевой терапии, Рентгенотерапию проводят преимущественно при поверхностно расположенных опухолях и при некоторых других заболеваниях, в том числе заболеваниях кожи(ультрамягкие рентгеновские лучи Букки).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72099. Итоги освободительной борьбы украинского народа (1648-1654 гг.) и «цена» воссоединения Украины с Россией для Московского государства 18.58 KB
  Важнейшими пунктами на которые Москва дала согласие были: права и вольности всякого звания людей на Украине подтверждаются всякие выборные суды казачьи и выборные городские должности должны и впредь отправляться свободно. Существовало противоречие между крепостным правом в России и свободой на Украине...
72100. Сибирь и Дальний Восток в политике царизма и особенности управления данными территориями (конец XVI – начало XX вв.) 18.61 KB
  Высший администратор власти Сибири обладал большими полномочиями нежели в других частях империи. К 1917 на территории Сибири и Дальнего Востока использовались формы административного управления: Тобольская и Томская губернии; Иркутское и Приамурское генералгубернаторства Якутская область казачьи и горные округа...
72101. Характеристика взаимоотношений царской администрации с народами Сибири и Дальнего Востока 19.23 KB
  На территории Сибири и Дальнего Востока проживало огромное количество народов с разными уровнями развития и которые вели разный образ жизни оседлый живущие в городах или селениях кочевой кочующие земледельцы и бродячие свободно переходящие из губернии в губернию...
72106. Характеристика французского книжного рынка 20.66 KB
  Если в эпоху Дидро книгоиздатель выполнял все операции связанные с изготовлением и распространением книги то сегодня подготовка к изданию полиграфическое исполнение сбыт распространение и продажа разграничены. Согласно этому закону нельзя превышать отпускную...