ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Орбитальное квантовое число. Формы электронных облаков из "Общая химия 1982" Вывод о том, что формы атомных электронных облаков не могут быть произвольными, вытекает из физического смысла квантового числа I. Именно оно определяет значение орбитального момента количества движеиия электрона эта величина, как и энергия, является квантованной физической характеристикой состояния электрона в атоме. [c.76] Определенной форме электронного облака соответствует вполне определенное значение орбитального момента количества движения электрона М. Но поскольку М может принимать только дискретные значения, задаваемые орбитальным квантовым числом I, то формы электронных облаков не могут быть произ- , . , ., . вольными каждому возможному значению I соответствует вполне определенная форма электронного облака. [c.77] Мы уже знаем, что энергия электрона в атоме зависит от главного квантового числа п. [c.77] В соответствии с этими обозначениями говорят об -подуровне, р-подуровне и т. д. Электроны, характеризующиеся значениями побочного квантового числа О, 1, 2 и 3, называют, соответственно, -электронами, р-электронами, -электронами и /-электронами. При данном значении главного квантового числа п наименьшей анергией обладают -электроны, затем р-, и /-электроны. [c.77] Состояние электрона в атоме, отвечающее определенным значениям и /, записывается следующим образом сначала цифрой указывается значение главного квантового числа, а затем буквой—орбитального квантового числа. Так, обозначение 2р относится к электрону, у которого п = 2 и / = 1, обозначение Зй— к электрону, у которого = 3 и / = 2. [c.77] На рис. 9 изображены значения волновой функции г 5 (рис. 9, а) и ее квадрата (рис. 9, б) для 15-электрона в зависимости от расстояния от ядра л Изобрал енные кривые не зависят от направления, в котором откладывается измеряемое расстояние г это означает, что электронное облако з-электрона обладает сферической симметрией, т. е. имеет форму шара. Кривая на рис. 9, а расположена по одну сторону от оси расстояний (ось ординат). Отсюда следует, что волновая функция 15- электрона обладает постоянным знаком будем считать его положительным. [c.78] С вычисленным Бором значением радиуса ближайшей к ядру орбиты электрона. Однако трактовка этой величины в теории Бора и с точки зрения квантовой механики различна согласно Бору, электрон в атоме водорода находится на расстоянии 0,053 нм от ядра, а с позиций квантовой механики этому расстоянию соответствует лишь максимальная вероятность обнаружения электрона. [c.80] Электронные облака s-электронов второго, третьего и последующих слоев обладают, как и Б случае ls-электронов, сферической симметрией, т. е. характеризуются шарообразной формой. Однако здесь волновая функция при увеличении расстояния от ядра меняется более сложным образом. Как показывает рис. 12, зависимость г]) от г для 2s- и 35-электронов не является монотонной, на разных расстояниях от ядра волновая функция имеет различный знак, а на соответствующих кривых есть узловые точки (или узлы), в которых значение волновой функции равно нулю. В случае 25-электрона имеется один узел, в случае 35-электро-иа — 2 узла, и т. д. В соответствии с этим, структура электронного облака здесь также сложнее, чем у Is-электрона. На рис. 13 в качестве примера схематически изображено электронное облако 25-электрона. [c.80] Более слол ный вид имеют и графики радиального распределения вероятности для 25- и 35-электронов (рис. 14). Здесь появляется ул е не один максимум, как в случае 15-электрона, а, соответственно, два или три максимума. При этОхМ главный максимум располагается тем дальше от ядра, чем больше значение главного квантового числа п. [c.80] График радиального распределения вероятности для 2р-электрона. [c.81] Еще более сложную форму имеют электронные облака -электронов (/ = 2). Каждое из них представляет собой четырехлепестковую фигуру, причем знаки волновой функции в лепестках чередуются (рис. 18, стр. 81). [c.82] Вернуться к основной статье