Разделы презентаций


Строение электронных оболочек. Объяснение периодической системы Д.И.Менделеева.

В 1869г. Д. И. Менделеевым был открыт периодический закон и построена периодическая система элементов, объяснение которой – одна из важнейших задач атомной физики. Сформулируем прежде всего те принципы, на которых основано

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц
16 (0). Строение электронных

оболочек. Объяснение периодической системы Д.И.Менделеева.

Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц16 (0). Строение электронных оболочек. Объяснение периодической системы Д.И.Менделеева.

Слайд 3В 1869г. Д. И. Менделеевым был открыт периодический закон и

построена периодическая система элементов, объяснение которой – одна из важнейших

задач атомной физики.

Сформулируем прежде всего те принципы, на которых основано это объяснение:
1). Состояние электрона в атоме полностью определяется четырьмя квантовыми числами:
главным квантовым числом n = 1, 2, 3, …;
орбитальным квантовым числом l = 0, 1, …, n-1;
магнитным квантовым числом m = 0, ±1, ±2, …, ±l;
магнитным спиновым
квантовым числом ms = +1/2, -1/2.

В 1869г. Д. И. Менделеевым был открыт периодический закон и построена периодическая система элементов, объяснение которой –

Слайд 42) Принцип Паули: В атоме может существо-вать только один электрон

в состоянии, характеризуемом данными значениями четырех квантовых чисел; т.е. два

электрона в одном и том же атоме должны различаться значениями по крайней мере одного квантового числа.
3) Атом (как и любая система) устойчив тогда, когда находится в состоянии с наименьшей возможной энергией.
2) Принцип Паули: В атоме может существо-вать только один электрон в состоянии, характеризуемом данными значениями четырех квантовых

Слайд 5Совокупность электронов, обладающих одина-ковым главным квантовым числом образует слой. Слои

имеют названия :



Совокупность электронов, имеющих одинаковые n и l, образует

оболочку. Названия оболочек :

Совокупность электронов, обладающих одина-ковым главным квантовым числом образует слой. Слои имеют названия :Совокупность электронов, имеющих одинаковые n

Слайд 6Принцип Паули ограничивает число электронов на той или иной электронной

оболочке. Дейст-вительно, электроны в невозбужденном атоме стремятся перейти в состояние

с наименьшей энергией (в устойчивое состояние), которое со-ответствует минимальным значениям главного и орбитального чисел. Однако возможность та-кого перехода ограничена принципом Паули. Поэтому электроны в невозбужденном атоме находятся в таких состояниях, при которых энергия атома является наименьшей, но распределение по состояниям удовлетворяет принципу Паули.
Принцип Паули ограничивает число электронов на той или иной электронной оболочке. Дейст-вительно, электроны в невозбужденном атоме стремятся

Слайд 7Установим теперь, сколько электронов может находится на оболочке и в

атоме.
Т.к. число ms может иметь два значения, то в атоме

может быть два электрона с одинако-выми числами n, l, m.
При заданном l квантовое число m может иметь (2 l +1) значений, следовательно, на оболоч-ке может быть 2(2 l +1) электронов, т.е.
Установим теперь, сколько электронов может находится на оболочке и в атоме.Т.к. число ms может иметь два значения,

Слайд 8При заданном n квантовое число l может прини-мать n значений:

0, 1, 2, …, n -1. Поэтому мак-симальное число электронов

в слое можно вы-разить суммой арифметической прогрессии:

(16.1)


При заданном n квантовое число l может прини-мать n значений: 0, 1, 2, …, n -1. Поэтому

Слайд 9Конфигурация электронных оболочек атомов за-писывается с помощью следующих обозначе-ний. Каждая

оболочка обозначается соответст-вующим n и буквой, обозначающей l, а индек-сом

справа вверху обозначается число элект-ронов. Например:
Водород 1s1
Гелий 1s2
Литий 1s22s1
Углерод 1s22s22p2
Кислород 1s22s22p4
Аргон 1s22s22p63s23p6
Конфигурация электронных оболочек атомов за-писывается с помощью следующих обозначе-ний. Каждая оболочка обозначается соответст-вующим n и буквой, обозначающей

Слайд 10Итак, принцип Паули дает следующую картину построения электронной оболочки атомов.

Каж-дый вновь присоединяемый электрон связыва-ется в состоянии с наименьшими возможными

квантовыми числами. Эти электроны постепен-но заполняют слой с одним и тем же главным квантовым число n. Когда построение слоя за-канчивается, получается устойчивая структура (инертный газ). Следующий электрон начинает заполнение уже нового слоя и т.д. Эта идеаль-ная схема соблюдается до 18 элемента табли-цы Менделеева (до аргона).
Начиная с 19-го элемента (калия) наблюдаются отступления от идеальной схемы. Причина этих отступлений заключается в том, что идеальная схема не учитывает взаимодействия электро-нов между собой.
Итак, принцип Паули дает следующую картину построения электронной оболочки атомов. Каж-дый вновь присоединяемый электрон связыва-ется в состоянии

Слайд 11Например, 19-ый электрон калия должен (соглас-но идеальной схеме) находиться в

3d-оболоч-ке. Однако химические и спектроскопические данные указывают на то, что

этот электрон на-ходится в 4s-оболочке. Детальный расчет с учетом взаимодействия электронов показыва-ет, что состояние 3d действительно отвечает большей энергии, чем 4s.
Например, 19-ый электрон калия должен (соглас-но идеальной схеме) находиться в 3d-оболоч-ке. Однако химические и спектроскопические данные указывают

Слайд 12По этой же причине 20-ый электрон кальция тоже
присоединяется в 4s-состояние,

а нормальное за-
полнение 3d-оболочки начинается у скандия.
Аналогичное нарушение нормального порядка
наблюдаетс

у рубидия, цезия, франция.
Другое отступление от нормального порядка за-
полнения слоев имеет место у редких земель (Z =
58 - 71): идет заполнение 4f-оболочки после того,
как заполнены оболочки 5s, 5p и 6s.
По этой же причине 20-ый электрон кальция тожеприсоединяется в 4s-состояние, а нормальное за-полнение 3d-оболочки начинается у скандия.Аналогичное

Слайд 13Таким образом, атомная физика полностью объяс-
нила периодическую таблицу элементов. Причем
теория

не только объяснила, но и уточнила табли-
цу. До 1922г. элемент

Z=72 не был известен. Он
был предсказан Менделеевым, и ему было остав-
лено место в группе редких земель. Однако по те-
оретическим соображениям, группа редких земель
должна содержать 14 элементов (т.к. на 4f оболоч-
ке может находиться 14 элементов), т.е. должна
заканчиваться 71-м элементом, а элемент Z=72
должен быть аналогом циркония и титана. На это
впервые указал Н. Бор, и вскоре элемент 72 (гаф-
ний) был открыт в циркониевых рудах и по своим
химическим и оптическим свойствам оказался ана-
логом титана и циркония, а не элементов группы
редких земель.
Таким образом, атомная физика полностью объяс-нила периодическую таблицу элементов. Причемтеория не только объяснила, но и уточнила табли-цу.

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика