1-АТОМ.ppt

5. В.В.Фролов 6. Н.В.Коровин
Часть 1 Строение

Часть 2 Термодин.и кинетика химического процесса 2003 г.(599)

- теоретические основы

Часть 3 Электрохим. и коррозионные процессы 2007(837)

Натурфилософские представления об атомном строении материи.
(5

2 – Химическая гипотеза об атоме, как наименьшей частице химического
элемента. Атомы отличаются массой. Парацельс, Бойль, Берцелиус
(16-17 в.)

3 – Физические модели. Описывают сложное строение атома (на рубеже 19-
20 в. по настоящее время)

Атомы содержат разноименно заряженные частицы

(1911 г.)
Эрвин Шредингер - квантовая (волновая) механика.
Теория, устанавливающая способ

эл.магн.излучения(ЭМИ))
1. Электромагнитное излучение
Волна: λ - длина волны
ν- частота
Т -

Частица: m - масса
p = mv - импульс
E= mv2/2 - кинетическая энергия

hν = mc2

матер.объекта с длиной волы λ, 1924 г.
Частица: m -

электрон

Ek = 100 эВ (1эВ=1,602⋅10-19Дж) , λ = 1.2 Å (1 Å =10-10 м)

2. Частицы (корпускулы)

≤ Р ≤ 1
* Р - вероятность
Эрвин Шредингер [квантовая (волновая)

пространстве с координатами (x,y,z)
Ψ(x,y,z,t) - волновая функция - пси функция

λ - длина волны

энергия V- потенциальная энергия
2. Уравнение должно содержать в себе характеристики электрона

Борн, 1926 г.
волновая функция(амплитудная) и физического смысла не имеет
Принцип нормирования

(ящик) - область пространства, вне которой потенциальная энергия электрона обращается

Граничные условия:
внутри ящика: V=0 Ψ(x)
на границах ящика: V= ∞ Ψ(0)=0; Ψ(а)=0

a - параметр потенциального ящика
n

квантовое число

дискретные значения Е: E1, E2, E3… n

Энергетическое состояние - {En - Ψn }- определяют величина Е и соответствующая ей волновая функция (распределение вероятности нахождения эл-на в пространстве. Каждому энергетич.состоянию соответствует своё n
n = 1,2,3… – квантовое число

nz – квантовые числа
Выводы:
1. Энергия электрона квантована.
2. Энергетическое состояние

чисел - несколько волновых функций
а = b = c

[1,1,1]
[2,2,2]

y = r⋅sinϑ⋅sinϕ
z = r⋅cosϑ
а – const
А – нормирующий

4πr2dr
Объём сферич.слоя тощиной dr
Орбиталь электрона – (объём) область пространства (для

=

R(r)⋅Y(θ,ϕ)-[метод разделения переменных]
R(r)n, l - функция радиального

Y(θ,ϕ)l, m - функция углового распределения электронной плотности в явном виде(получают при решении ур. Шреденгера) содержит l и m

Квантовые числа:

главное – n = 1,2,3,4…∞

орбитальное – l = 0,1,2,3...(n -1)

магнитное – m = -l, (-l+1),...,0,...,(+l–1), +l

электрона, размер орбитали(расстояния е до ядра)
орбитальное : l = 0,1,2,3...(n-1)

s- орбиталь

р- орбиталь

d- орбиталь

магнитное : m = -l, (-l+1),...,0,..., (l-1), +l Разрешенные направления в пространстве вектора орбит.момента кол.движения-число орбиталей(Епот –зависит от положения е в пространстве)

s- орбиталь- m = 0

р- орбиталь m = 1, 0,-1

cпиновое : ms ±1/2 Собственный момент кол.движения

1
+1, 0, -1
3
E3
5
3
0 – 3s
1 – 3p
2 – 3d

+2, +1, 0, -1, -2

4

0 – 1s

E3s = E3p = E3d < E4s = E4p =

ядра
Zэ - эффективный заряд ядра
σn,l - константа экранирования

электронной плотности s,p и d-орбиталей(проникающей способности)
E1s < E2s < E2p

энергии электронов.
2. Принцип (запрет) Паули
3. Правило Хунда

элементы:
s- и p-элементы (главные группы)
s- элементы (1-2 группы)

Валентные электроны – электроны, принимающие участие в образовании химической связи.