ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Магнитное собственное квантовое число


4) ms магнитное собственное квантовое число;

Входит в выражение для проекций собственного механического Lсобст и магнитного рсобст моментов на направление Z внешнего поля (например, магнитного). Показывает, что ориентация Lсобст (спина см. дальше) может иметь только два значения.

отношение собственных магнитного и механического моментов

Спин (от англ. spin — веретено). Спином называется собственный механический момент (момент импульса) электрона , связанный с некоторым движением («вращением») электрона вокруг собственной оси (см. рис.)

Спин собственный механический момент (момент импульса) электрона – имеет только одно значение. Спин связан со спиновым квантовым числом s, имеющим также только одно значение ½.

спиновое квантовое

число

В квантовой механике различают частицы с «целым» спином (бозоны) и «полуцелым» спином (фермионы, например, электрон, см. дальше).Это условная терминология. Из формулы для спина видно, что он не может быть целым числом. В этих словах подразумевается, что проекция спина либо кратна , либо кратна половине .

Таким образом, из квантовой механики следует, что энергия электрона, его орбитальные моменты, проекции орбитальных моментов на внешнее поле — квантуются. Они не могут иметь любые значения, а только те, которые определяются приведенными выше соотношениями. Собственный момент электрона имеет только одно значение, а его проекция на внешнее поле – два значения ± / 2. Часто условно говорят «спин вверх», «спин вниз».

Чтобы представить сложность поведения электрона даже в простейшем атоме Н, на рисунке представлена плотность вероятности для электрона в состоянии с n = 4, l = 2, m = ± 1. Светлые пятна — это области, в которых наиболее вероятно пребывание электрона. Это только плоский срез, в действительности вероятность имеет объемное распределение.

Принцип Паули. Периодическая система элементов.

В 1925 г Паули, исследуя спектры многоэлектронных атомов, открыл фундаментальный закон, которому подчиняются электронные конфигурации атомов, имеющих более одного электрона. Принцип Паули: «Никакие два электрона в атоме не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии, каждый электрон должен иметь свой набор квантовых чисел

n, l, m, ms». Принципу Паули подчиняются не все микрочастицы, а только те, которые имеют полуцелый спин – электрон, протон, нейтрон, нейтрино. Частицы с полуцелым спином называют фермионами (см. дальше). Принцип Паули объясняет, почему электроны в многоэлектронных атомах образуют энергетические оболочки и подоболочки.

Распределение электронов в атомах определяется:

1) принципом Паули и

2) принципом наименьшей энергии [xvii]

Найдем количество электронов, имеющих заданные квантовые числа.

заданные квантовые числа

n, l, m, ms

n, l, m

n, l

n

количество электронов

1

2

2(2l + 1)

2 n2

Магнитное собственное квантовое число ms может принимать два значения, поэтому принцип Паули формулируют еще и так: в одном энергетическом состоянии могут находиться два электрона, но с разнонаправленными спинами. Общее число орбитальных квантовых чисел m равно (2l + 1). Количество электронов с одинаковыми n можно найти как алгебраическую сумму

Удобно представить заполнение электронами оболочек и подоболочек

атомов в виде таблицы.

n

обо-лоч-

ки

подоболочки l =

макс. число эл-нов в оболочке

0

1

2

3

4

s

p

d

f

g

1

K

2

2

2

L

2

6

8

3

M

2

6

10

18

4

N

2

6

10

14

32

5

O

2

6

10

14

18

50

Подобное распределение является идеализированным. Оно было бы таким, если бы каждый электрон в атоме взаимодействовал только с ядром атома. В действительности данный электрон испытывает действие остальных электронов атома. Часто энергетически выгодным оказывается состояние, когда нижняя оболочка заполнена неполностью, а начинает заполняться следующая. Нарушения в заполнении электронных оболочек атомов наблюдаются у № 19 – калий и более тяжелых элементов.

Электронную конфигурацию атомов принято выражать формулой:

Здесь 1, 2, 3,… — главные квантовые числа,

s, p, d,… — буквенные обозначения орбитальных квантовых чисел l, верхние числа – количество электронов с данными n и l . Сумма верхних чисел дает общее количество электронов в данном атоме.

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Похожая информация


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод