Stroenie_atoma__1

Содержание

Слайд 5


Массовое число A = Np + Nn;
Np - число протонов в

Массовое число A = Np + Nn; Np - число протонов в
ядре;
Nn - число нейтронов в ядре

Слайд 6

Z – формальный заряд ядра, номер элемента в Периодической системе элементов
Массовое число

Z – формальный заряд ядра, номер элемента в Периодической системе элементов Массовое
A = Np + Nn; Np - число протонов в ядре (Z); Nn - число нейтронов в ядре

Слайд 10

Постулаты Бора
1) В атоме существуют орбиты, двигаясь по которым, электрон не излучает.

Постулаты Бора 1) В атоме существуют орбиты, двигаясь по которым, электрон не
Они называются стационарными.
2) Излучение или поглощение энергии происходит в результате перехода электрона с одной стационарной орбиты на другую. Удаленные от ядра орбиты характеризуются большим запасом энергии. При переходе от низших к высшим орбитам атом переходит в возбужденное состояние. Но в этом состоянии он может находиться недолго. Он излучает энергию и возвращается на исходное
основное состояние.
При этом энергия кванта излучения равна:
hν = En – Ek, где n и k – целые числа.

Слайд 11

3) Стационарными являются орбиты, для которых выполняется условие
где m – масса электрона,

3) Стационарными являются орбиты, для которых выполняется условие где m – масса
v– скорость вращения, r – радиус орбиты, h – постоянная Планка, n = 1,2,3,…, .

Слайд 12

Французский физик-теоретик, один из основоположников квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике за 1929 год.

Французский физик-теоретик, один из основоположников квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике за 1929 год.

Слайд 13


m – масса частицы; me = 9,11·10-31 кг
v – скорость частицы
λ -

m – масса частицы; me = 9,11·10-31 кг v – скорость частицы
длина волны де Бройля
h – постоянная Планка; h = 6,63·10-34 Дж·с

Волна де Бройля

Слайд 14

Вернер Карл Гейзенберг (Werner Karl Heisenberg) 1901 — 1976 

Немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики,

Вернер Карл Гейзенберг (Werner Karl Heisenberg) 1901 — 1976 Немецкий физик-теоретик, один
лауреат Нобелевской премии по физике (1932). Сформулировал соотношение неопределённостей

Слайд 16

Принцип неопределённости Гейзенберга

Невозможно одновременно точно определить импульс и координаты (время и энергию)

Принцип неопределённости Гейзенберга Невозможно одновременно точно определить импульс и координаты (время и
микрочастицы
Δp·Δx ≥ h
Δt·ΔE ≥ h
Δp – неопределённость импульса
Δx – неопределённость координат
Δt – неопределённость времени
ΔE – неопределённость энергии

Слайд 17

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger) 1887 — 1961

Австрийский физик-теоретик,

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger) 1887 —
один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1933). сформулировал волновые уравнения (стационарное и зависящее от времени уравнения Шрёдингера), предложил оригинальную трактовку физического смысла волновой функции

Слайд 18

Уравнение Шрёдингера
или
Ψ - волновая функция
E – полная энергия
U – потенциальная энергия

Уравнение Шрёдингера или Ψ - волновая функция E – полная энергия U
- оператор Лапласа

Слайд 19

Электрон в атоме является стоячей волной (его состояние не зависит от времени).

Электрон в атоме является стоячей волной (его состояние не зависит от времени).
Он представляет собой облако определённой формы, в центре которого находится ядро атома. Размеры электронного облака многократно превосходят размеры атома.

Слайд 20

Уравнение Шрёдингера

Уравнение Шрёдингера имеет множество решений в виде комбинаций Ψi и Ei
Каждая

Уравнение Шрёдингера Уравнение Шрёдингера имеет множество решений в виде комбинаций Ψi и
волновая функция описывает состояние электрона (его энергию и область пространства вблизи ядра, которую он занимает)

Слайд 22

Модель атома водорода

Точное решение уравнения Шрёдингера для атома водорода даёт множество волновых

Модель атома водорода Точное решение уравнения Шрёдингера для атома водорода даёт множество
функций Ψi – атомных орбиталей (АО).
Каждой орбитали соответствует определённый набор квантовых чисел – n, l, ml.

Слайд 24

Квантовые числа

n – главное квантовое число; оно определяет размеры электронного облака и

Квантовые числа n – главное квантовое число; оно определяет размеры электронного облака
энергию электрона
n = 1, 2, 3, …
l – орбитальное квантовое число; оно определяет форму электронного облака, а также энергию
l = 0, 1, 2, 3, … (n-1)
ml – магнитное квантовое число; оно характеризует ориентацию электронного облака в пространстве
ml = -l, -(l-1), …-2, -1, 0, 1, 2, … (l-1), l

Слайд 25

Характеристика квантовых чисел

Характеристика квантовых чисел

Слайд 26

Орбитальное квантовое число и форма электронного облака

Орбитальное квантовое число и форма электронного облака

Слайд 27

s-АО и p-АО

s-АО: l = 0, ml = 0

p-АО

l = 1, ml

s-АО и p-АО s-АО: l = 0, ml = 0 p-АО l
= -1

l = 1, ml = 1

l = 1, ml = 0

px

py

pz

x

y

z

Слайд 28

d-АО (l = 2)

dxy, ml = 2

dxz, ml = -1

dyz, ml =

d-АО (l = 2) dxy, ml = 2 dxz, ml = -1
1

dz2, ml = 0

dx2-y2, ml = -2

x

y

z

Слайд 29

f-АО (l = 3)

ml = -3

ml = -2

ml = -1

ml = 0

ml

f-АО (l = 3) ml = -3 ml = -2 ml =
= 1

ml = 2

ml = 3

x

y

z

Слайд 31

Многоэлектронные атомы

Многоэлектронные атомы имеют 2 и более электронов
Уравнение Шрёдингера решается приближённо
Электроны занимают

Многоэлектронные атомы Многоэлектронные атомы имеют 2 и более электронов Уравнение Шрёдингера решается
различные АО и образуют электронные слои в зависимости от главного квантового числа

Слайд 32

Многоэлектронные атомы

Каждый электронный слой состоит из электронных оболочек

Многоэлектронные атомы Каждый электронный слой состоит из электронных оболочек

Слайд 33

Многоэлектронные атомы

Каждая электронная оболочка состоит из квантовых ячеек – орбиталей, в зависимости

Многоэлектронные атомы Каждая электронная оболочка состоит из квантовых ячеек – орбиталей, в
от числа магнитных квантовых чисел ml.

Слайд 35

Состояние электрона в многоэлектронном атоме

Чем больше n, тем больше энергия электрона (больше

Состояние электрона в многоэлектронном атоме Чем больше n, тем больше энергия электрона
размер электронного облака, меньше прочность связи его с ядром)
Чем больше l (при одинаковых n), тем больше энергия электрона
Электрон, кроме электрического заряда, обладает магнитными свойствами, которые характеризуются спиновым квантовым числом ms, введённым Дираком
Спиновое квантовое число может принимать только 2 значения: +½ и -½
Электроны с одинаковыми ms (с параллельными спинами) отталкиваются, а с противоположными ms (антипараллельными спинами) – притягиваются

Слайд 36

Заполнение атомных орбиталей электронами в многоэлектронном атоме

Принцип наименьшей энергии
Принцип Паули
Правило Хунда

Заполнение атомных орбиталей электронами в многоэлектронном атоме Принцип наименьшей энергии Принцип Паули Правило Хунда

Слайд 37

Принцип наименьшей энергии

Атом стремится к минимуму энергии. Электроны заполняют АО с увеличением

Принцип наименьшей энергии Атом стремится к минимуму энергии. Электроны заполняют АО с
энергии (с увеличением значений n + l), начиная c n = 1
При одинаковых значениях n + l первыми заполняются АО с меньшим n (правило Клечковского)

Слайд 38

Клечковский Всеволод Маврикиевич (1900 – 1972)

Ввёл представление о (n + l)-областях электронных состояний в

Клечковский Всеволод Маврикиевич (1900 – 1972) Ввёл представление о (n + l)-областях
атомах и сформулировал (n + l)-правило формирования электронных конфигураций атомов по мере роста заряда ядра

Слайд 41

Вольфганг Эрнст Паули (Wolfgang Ernst Pauli), 1900-1958

С именем Паули связано такое фундаментальное понятие квантовой

Вольфганг Эрнст Паули (Wolfgang Ernst Pauli), 1900-1958 С именем Паули связано такое
механики, как спин элементарной частицы; он сформулировал «принцип запрета» —принцип Паули, за что был удостоен Нобелевской премии по физике за 1945 год.

Слайд 42

Принцип Паули (принцип запрета)

В атоме не может быть двух электронов с одинаковым

Принцип Паули (принцип запрета) В атоме не может быть двух электронов с
набором четырёх квантовых чисел n, l, ml, ms. Это означает, что любая орбиталь может быть занята не более чем двумя электронами, отличающимися спиновым квантовым числом.
Орбиталь может :
быть вакантной (без электронов)
содержать один (неспаренный) электрон
содержать два электрона (неподелённую пару электронов)

Слайд 43

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s,

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s,
4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,...

Слайд 44

Число электронов в электронных оболочках атома

Максимальное число электронов в электронной оболочке Nl

Число электронов в электронных оболочках атома Максимальное число электронов в электронной оболочке
определяется орбитальным квантовым числом l:
Nl = 2(2l + 1)

Слайд 45

Число электронов в электронных слоях атома

Максимальное число электронов в электронном слое Nn

Число электронов в электронных слоях атома Максимальное число электронов в электронном слое
определяется главным квантовым числом n:
Nn = 2n2

Слайд 46

Фридрих Хунд (Friedrich Hund)  1896 — 1997

Немецкий физик. Основные труды по квантовой механике, спектроскопии, магнетизму

Фридрих Хунд (Friedrich Hund) 1896 — 1997 Немецкий физик. Основные труды по
и истории физики. В 1925 году он установил эмпирические правила в атомной физике, позволяющие описать состояния электронных конфигураций атомов, которые теперь носят его имя: правила Хунда. В химии первое из этих правил особенно важно и часто упоминается просто как правило Хунда.

Слайд 47

Правило Хунда

Модуль суммарного значения спинового квантового числа электронов данной электронной оболочки должен быть максимальным
Правило Хунда определяет

Правило Хунда Модуль суммарного значения спинового квантового числа электронов данной электронной оболочки
порядок заполнения орбиталей с l > 0

S = (+½) + (-½) + (+½) = +½

S = (+½) + (+½) + (+½) = +1½

По правилу Хунда

2p

2p

N

Слайд 50

ПС ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В РОССИИ (короткопериодный вариант)

ПС ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В РОССИИ (короткопериодный вариант)
Имя файла: Stroenie_atoma__1.pptx
Количество просмотров: 43
Количество скачиваний: 0