15. Правила заполнения электронных орбиталей. 1-ое и 2-е правила Ключевского

Русский ученый В. М. Ключевский установил, что энергия электрона возрастает по мере увеличения суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l). В соответствии с правилом Ключевского: "Заполнение электронных слоев происходит в порядке увеличения сумм главного и орбитального квантовых чисел (n + l)". Так сумма (n + l) для электронов 3d-орбитали равна 5 (3 + 2), для электронов 4s-орбитали - 4 (4 + 0). Поэтому вначале электронами заполняется 4s-орбиталь, а затем 3d-орбиталь. Сумма (n + l) для электронов 4f-орбитали равна 7 (4 + 3), что также больше суммы (n + l) для электронов 5s-, 5p- и 6s-орбиталей. Если для 2-х орбиталей суммы (n + l) имеют одинаковые значения, то вначале электронами заполняется орбиталь с меньшим значением главного квантового числа.

Например для электронов 3d- и 4p-орбиталей сумма n + l = 5 (соответственно 3 + 2 и 4 + 1). Но так как для электронов 3d-орбитали главное квантовое число n = 3, а для электронов 4p-орбитали n = 4, в первую очередь заполняются 3d-орбитали. Лишь после того, как заполнены орбитали меньших энергий, начинается заполнение орбиталей бoльших энергий..

16.Теория строения атома. Волновое уравнение Шредингера и его физический смысл. Квантованность энергии.

Новая теория строения атома опирается на однозначную достоверность факта излучения электромагнитных волн электроном, движущимся с ускорением. Из этой достоверности следует вывод о том, что каждый электрон в атоме не движется вокруг ядра, а статически связан с ним электрическими и гравитационными силами.

Направление и сила действия таких связей определяется :зарядом ядра;общим количеством электронов;количеством электронов на внешней электронной оболочке;общей энергией системы.

Шрёдингер показал, что волновая механика и матричная механика математически эквивалентны. Известные ныне под общим названием квантовой механики, эти две теории дали долгожданную общую основу описания квантовых явлений. Многие физики отдавали предпочтение волновой механике, поскольку ее математический аппарат был им более знаком, а ее понятия казались боле "физическими"; операции же над матрицами - более громоздкими. Вскоре после того, как Гейзенберг и Шрёдингер разработали квантовую механику, Поль Дирак предложил более общую теорию, в которой элементы специальной теории относительности Эйнштейна сочетались с волновым уравнением. Уравнение Дирака применимо к частицам, движущимся с произвольными скоростями. Спин и магнитные свойства электрона следовали из теории Дирака без каких бы то ни было дополнительных предположений. Кроме того, теория Дирака предсказывала существование античастиц, таких, как позитрон и антипротон, - двойников частиц с противоположными по знаку электрическими зарядами. В 1933 г. Шрёдингер и Дирак были удостоены Нобелевской премии по физике "за открытие новых продуктивных форм атомной теории". В том же году Гейзенбергу была присуждена Нобелевская премия по физике за 1932 г. На церемонии презентации Ганс Плейель, член Шведской королевской академии наук воздал должное Шрёдингер за "создание новой системы механики, которая справедлива для движения внутри атомов и молекул". По словам Плейеля, волновая механика дает не только "решение ряда проблем в атомной физике, но и простой и удобный метод исследования свойств атомов и молекул и стала мощным стимулом развития физики". Физический смысл волнового уравнения Шрёдингера не является непосредственно очевидным. Прежде всего, волновая функция принимает комплексные значения, содержащие квадратный корень из -1. Шрёдингер первоначально описывал волновую функцию как волнообразное распространение отрицательного электрического заряда электрона. Во избежание комплексных решений он ввел квадрат функции (функцию, умноженную на себя). Позднее Борн идентифицировал квадрат абсолютной величины волновой функции в данной точке как величину, пропорциональную вероятности найти частицу в указанной точке с помощью экспериментального наблюдения. Шрёдингеру не нравилась интерпретация Борна, так как она исключала определенные утверждения о положении и скорости частицы.Новая теория строения атома опирается на однозначную достоверность факта излучения электромагнитных волн электроном, движущимся с ускорением. Из этой достоверности следует вывод о том, что каждый электрон в атоме не движется вокруг ядра, а статически связан с ним электрическими и гравитационными силами.

Направление и сила действия таких связей определяется :

зарядом ядра;общим количеством электронов; количеством электронов на внешней электронной оболочке ;общей энергией системы.