Αρχική Σελίδα > Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ:3ο μέρος. Δόμηση των ατόμων. Κατανομή των ηλεκτρονίων των ατόμων σε ηλεκτρονιακές στοιβάδες. Ατομικά τροχιακά.

Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ:3ο μέρος. Δόμηση των ατόμων. Κατανομή των ηλεκτρονίων των ατόμων σε ηλεκτρονιακές στοιβάδες. Ατομικά τροχιακά.

Δήμητρα Σπανού, χημικός, μόνιμη καθηγήτρια στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης από το 2010

ΤΑ ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ

Οι θεωρία της κυματοειδούς φύσης των ηλεκτρονίων του Schrodinger που δίνουν την χωρική κατανομή του φορτίου του ηλεκτρονίου που θεωρείται σαν ηλεκτρικό κύμα,

αλλά και η στατιστκή ερμηνεία του Max Born που δίνει την πιθανότητα να βρίσκεται το ηλεκτρόνιο - σωματίδιο σε διάφορα σημεία του χώρου στον οποίο κινείται,

δίνουν μια νέα εικόνα για την δομή του ατόμου αυτήν των ατομικών τροχιακών

Η θεωρία των ατομικών και μοριακών τροχιακών πρότεινε Robert Sanderson Mulliken, το 1932

Η λύση της εξίσωσης Σρέντινγκερ δίνει ένα σύνολο κυματοσυναρτήσεων Ψ για το άτομο του υδρογόνου και τα υδρογονοειδή (μονοηλεκτρονικά άτομα)

καθεμιά από τις οποίες ικανοποεί τους περιορισμούς των κβαντικών αριθμών, και αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη τιμή ενέργειας Επ του ηλεκτρονίου και αποτελεί το ατομικό τροχιακό

Τα ατομικά τροχιακά είναι συναρτήσεις των θέσεων του ηλεκτρονίου ανεξάρτητα αν υπάρχει είτε όχι ηλεκτρόνιο σε αυτό

Για να οριστεί πλήρως ένα τροχιακό απαιτούνται οι 3 από τους 4 κβαντικούς αριθμούς: οι n, l, m_l .

ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ n, l, m_lm_s

Kάθε ένα από τα ηλεκτρόνια του ατόμου είναι διαφορετικά ορισμένο από τους 4 κβαντικούς αριθμούς και τοποθετείται σε συγκεκριμένης απόσταση από τον πυρήνα που καθορίζεται από την ενέργειά τους και περιγράφεται με αυτούς τους κβαντικούς αριθμούς που είναι:

Κύριος κβαντικός αριθμός n (1,2,3,4,5,6,7) που προσδιορίζει απόσταση από τον πυρήνα απόσταση από τον πυρήνα του ηλεκτρονίου και ταυτόχρονα της ενέργειας σε ακίνητη κατάσταση Είναι (K/n=1, L/n=2, M/n=3, N/n=4, O/n=5, Q/n=6,

Τον Δευτερεύοντα κβαντικό αριθμο l που προσδιορίζει τις υποστοιβάδες που περιλαμβάνει υποομάδες ηλεκτρονίων (υποστοιβάδες) της κάθε στοιβάδας ανάλογα με τον χώρο κατανομής τους . Δίνει το σχήμα του ηλεκτρονιακού νέφους

Παίρνει τιμές l= 0, 1, 2 ,3, 4, (n-1) . Οι υποστοιβάδες είναι οι s, p, d, f, g,h,i

Ηλεκτρόνια με ίδιο n και l βρίσκονται στην ίδια υποστοιβάδα

Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός m_l καθορίζει τον προσανατολισμό του ηλεκτρονιακού νέφους σε σχέση με τους άξονες x, y, z,

δηλαδή, τα επίπεδα που θα κινηθεί το κάθε περιστρεφόμενο ηλεκτρόνιο

Σε κάθε υποστοιβάδα που εμφανίζει λόγω αυτής της περιστροφής του μαγνητική ροπή και μηχανική ροπή λόγω αυτής, που καθορίζεται από τον μαγνητικό αριθμό m_l .

Τιμές του μαγνητικού κβαντικού αριθμού αντιστοιχεί στο τροχιακά l. και είναι: -l, ...0...+l

Ο κβαντικός αριθμός ms καθορίζεται από το άθροισμα των διανυσμάτων l και s δηλαδή περιλαμβάνει

την γωνιακή ορμή του ηλεκτρονίου που προκαλείται από την ιδιοπεριστροφή του (ορμή spin). Παίρνει τιμές 1/2 για στροφορμή παράλληλη με το Β του πεδίο και -1/2 για στροφορμή αντιπαράλληλη με το Β του πεδίου

Ηλεκτρόνια με ίδιο n, l, m_l βρίσκονται στο ίδιο τροχιακό

dimitra-spanoy.cms.webnode.gr/scholika-mathimata-mia-synoptiki-kai-oso-ginetai-apli-paroysiasi-scholikon-mathimaton-tonizontas-kapoies-simantikes-gnoseis-poy-prepei-na-afomoiothoyn/chimeia-omadas-prosanatolismoy-thetikon-spoydon-kef1-apo-kanona-hund-kai-periodiko-pinaka-e/

ΟΙ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣΗΣ ΕΝΟΣ ΠΟΛΥΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

Τα ηλεκτρόνια στο άτομο τοποθετούνται σε τροχαιές βάσει της ενέργειάς τους με σειρά από τα τροχιακά μικρότερης ενέργειας προς τα τροχιακά μεγαλύτερης ενέργειας .

Ατομικά τροχιακά με τον ίδιο κύριο κβαντικό αιθμό n αποτελούν στοιβάδα

Ατομικά τροχιακά με τον ίδιο δευτερελυοντα κβαντικό αιθμό l αποτελούν υποστοιβάδα

Δεδομένου ότι, κάθε τροχιακό του ατόμου συμπληρώνεται με δύο ηλεκτρόνια που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις, (m_s -1/2 και m_s= -1/2)εάν το τροχιακό είναι συμπληρωμένο, το αλγευρικό άθροισμα των ροπών των δύο ηλεκτρονίων είναι μηδέν

Προφανώς, μια συμπληρωμένη τροχαιά δεν συνεισφέρει στην ολική ροπή του ατόμου (πράγμα επιθυμητό για την συνολική του ευστάθεια)

Σε ένα άτομο που έχει πολλά ηλεκτρόνια, η τοποθέτησή τους ακολουθεί ορισμένους κανόνες:
Κάθε ηλεκτρόνιο του ατόμου είναι εντελώς καθορισμένο

και πρέπει ένας τουλάχιστον από τους 4 κβαντικούς αριθμούς του να είναι διαφορετικός

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στους φλοιούς (στοιβάδες) πρέπει να είναι από ένα έως 2n².
Αν σε έναν εξωτερικό φλοιό (κέλυφος) ο αριθμός των ηλεκτρονίων φτάσει την οριακή τιμή το κέλυφος γεμίζει και αρχίζει να σχηματίζεται ένα νέο κέλυφος.
Κάθε ένα από τα ατομικά τροχιακά της κάθε στοιβάδων συμπληρώνεται ανάλογα: με 2 ηλεκτρόνια (s υποστοιβάδα) 6 ηλεκτρόνια (p υποστοιβάδα), 10 ηλεκτρόνια (d υποστοιβάδα), κ.λ.π Τα ατομικά τροχιακά μιας υποστοιβάδας έχουν ίδιο κύριο και δευτερεύοντα κβαντικό αριθμό

Η υποστοιβάδα s διαθέτει ένα μόνο επίπεδο περιστροφής και συμπληρώνεται με δύο ηλεκτρόνια.

Η υποστοιβάδα p διαθέτει τρία επίπεδα περιστροφής τα x, y, z και συμπληρώνεται με 2x3=6 ηλεκτρόνια.

Η υποστοιβάδα d διαθέτει πέντε επίπεδα περιστροφής και συμπληρώνεται με 2x5=10 ηλεκτρόνια.

Η υποστοιβάδα f διαθέτει επτά επίπεδα περιστροφής και συμπληρώνεται με 2x7=14.

ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ SCHRODINGER

τα στοιχεία αυτά εισάγονται στην εξίσωση Schrodinger που μεταφέρω από

Η Ιστορία των Φυσικών Επιστημών. Μέρος Έβδομο: Πέρα από την Κλασσική Φυσική ΙΙ. Η Κβάντωση των Φυσικών μεγεθών: Η Ερμηνεία των κβαντικών φαινομένων από "σκληρά" Μαθηματικά

Mia βολική λυση της εξίσωσης Schrodinger είναι με την χρήση σφσιρικών συντεταγμένων . Μεταβλητές είναι η απόσταση r από τον πυρήνα και οι γωνίες θ και φ. Η κυματοσυνάρτηση ενός ατόμου υδρογόνου χωρίζεται σε τρία συστατικά: ακτινική, γωνιακή και φάση. ψ(r, θ, φ)

Η λύση του ακτινικού μέρους έχι αποτέλεσμα μια συνάρτηση που εξαρτάται μόνο από την απόσταση R ενώ η λύση του γωνιακού μέρους μια συνάρτηση που περιγράφει την γωνιακή κατανομή πιθανότητας του ηλεκτρονίου Η εξίσωση γίνεται ψn(r) = RΝλ(ιη) ⋅ Υlm(θ, φ) όπου n, l είναι ο κύριος και ο δευτερεύων ((τροχιακός) κβαντικόι αριθμοί και m o μαγνητικός κβαντικός αριθμός

Από το ακτινικό μέρος προκύπτει η συνάρτηση

ΚΥΜΑΤΟΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

$\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{\sqrt{\pi}}e^{-\rho}$ , όπου $\rho = \frac{r}{\alpha_0}$ , με $\alpha_0 = \frac{h^2 \epsilon_0}{\pi m_e {q_e}^2}$ « ακτίνα Bohr ».

Как связан спектр непрерывного во времени сигнала со спектром ...

Η ΑΚΤΙΝΙΚΗ KYMATOΣΥΝΑΡΤΗΣΗ R(r)

Электронная орбиталь это 60 фото - Plantschool.ru

Глава 3. Атом водорода [1968 Маррел Дж., Кеттл С., Теддер Дж. - Теория ...

Η συνάρτηση R(r) δεν έχει μεγάλη φυσική σημασία. Η R² που είναι ανάλογο της ηλεκτρονιακής πυκνότητας στη συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας Ψ² . Η R² παριστάνει την πιθανότητα να βρεθεί το ηλεκτρόνιο σε σημείο που απέχει κατά r από τον πυρήνα. Η συνάρτηση ακτινικής πιθανότητας είναι

ΑΠΟ ΤΙΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΟΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

Αυτά είναι λοιπόν τα ατομικά τροχιακά ή αλλιώς οι τροχαιές όπως τις συνέλαβε αρχικά ο Bohr που δεν είναι βέβαια κυκλικές όμως είναι κοντά στην ιδέα που είχαν τότε. Βέβαια εφ όσον τα τροχιακά προκύπτουν από πιο πολύπλοκες εξισώσεις, δεν έχουν το σχήμα που πρότειναν τότε το 1913, όμως η ιδέα τους ήταν γενικά σωστή ώστε τελειοποιήθηκε αργότερα

Δήμητρα Σπανού

ΠΗΓΕΣ

https://infotables.ru/khimiya/825-elektronnye-formuly-atomov-khimicheskikh-elementov

Ατομικά τροχιακά και κβαντικοί αριθμοί – Η ηλεκτρονική τάξη Χημείας (sch.gr)

6.1 Τροχιακό-κβαντικοί αριθμοί (ebooks.edu.gr)

https://infotables.ru/khimiya/825-elektronnye-formuly-atomov-khimicheskikh-elementov

Ηλεκτρονική δομή - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)

6.1 Τροχιακό-κβαντικοί αριθμοί (ebooks.edu.gr)

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%B1%CE%BA%CF%8C_%CF%84%CF%81%CE%BF%CF%87%CE%B9%CE%B1%CE%BA%CF%8C

https://www.slideserve.com/koen/se-pa-e-ed-s-ea-dafe-ea-t-a-ta-ap-t-ea-des-s-vb

https://docplayer.gr/45953129-5-organometallikes-enoseis-ton-mm.html

https://www.slideserve.com/rufin/3271136#google_vignette

https://slideplayer.gr/slide/17116331/

Διακριτές Τυχαίες Μεταβλητές - Διαδικτυακή Παρουσίαση

ήλιον μαγνητική ροπή -2,12

Το ήλιο χρησιμοποιείται στην κρυογενική (είναι η μεγαλύτερη χρήση του, που καταναλώνει περίπου το ¼ της παραγωγής του) και στην ψύξη μαγνητών υπεραγωγιμότητας, με ειδικότερη εμπορική εφαρμογή τούς σαρωτές MRI.

1s:

2s: $\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{4 \sqrt{2 \pi}} \begin{pmatrix} 2 - \rho \end{pmatrix} e^{- \frac{\rho}{2}}$ .

2p_x: n=2,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{4 \sqrt{2 \pi}} re^{- \frac{\rho}{2}} \eta \mu \theta \sigma \upsilon \nu \phi

2p_y: n=2,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{4 \sqrt{2 \pi}} re^{- \frac{\rho}{2}} \eta \mu \theta \eta \mu \phi

2p_z: n=2,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{4 \sqrt{2 \pi}} re^{- \frac{\rho}{2}} \sigma \upsilon \nu \phi

3s: n=3,

\ell

=0:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{1}{81 \sqrt{3 \pi}} \begin{pmatrix} 27 - 18 \rho + 2 \rho^2 \end{pmatrix} e^{- \frac{\rho}{3}}

3p_x: n=3,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{2}{81 \sqrt{2 \pi}} r \begin{pmatrix} 6 - \rho \end{pmatrix} e^{- \frac{\rho}{3}} \eta \mu \theta \sigma \upsilon \nu \phi

3p_y: n=3,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{2}{81 \sqrt{2 \pi}} r \begin{pmatrix} 6 - \rho \end{pmatrix} e^{- \frac{\rho}{3}} \eta \mu \theta \eta \mu \phi

3p_z: n=3,

\ell

=1:

\psi \begin{pmatrix} r, \theta, \phi \end{pmatrix} = \frac{2}{81 \sqrt{2 \pi}} r \begin{pmatrix} 6 - \rho \end{pmatrix} e^{- \frac{\rho}{3}} \sigma \upsilon \nu \phi

Αυτά είναι λοιπόν τα ατομικά τροχιακά ή αλλιώς οι τροχαιές όπως τις συνέλαβε αρχικά ο Bohr που δεν είναι βέβαια κυκλικές όμως είναι κοντά στην ιδέα που είχαν τότε. Βέβαια εφ όσον τα τροχιακά προκύπτουν από πιο πολύπλοκες εξισώσεις, δεν έχουν το σχήμα που πρότειναν τότε το 1913, όμως η ιδέα τους ήταν γενικά σωστή ώστε τελειοποιήθηκε αργότερα

Επαφή