19. Характеристика квантовых чисел.
Квантовые
числа-энергетические параметры,
определяющие состояние электрона и тип
атомной орбитали.
1.главное квантовое
число n определяет общую энергию электрона
и степень его удаления от ядра(номер
энергетического уровня );оно принимает
любые целочисленные значения ,начиная
с 1( n=1,2,3...)
2.орбитальное (побочное или
азимутное) квантовое число l определяет
форму атомной орбитали.оно может
принимать целочисленные значения от 0
до n-1( l=0,1,2,3...n-1).каждому значению l
соответствует орбиталь особой
формы.
Орбиталь с l=0- s
орбитали.
l=1,р-орбиталями(3 типа
,отличающихся магнитным квантовым
числом m)
l=2 d-орбиталями(5типов)
l=3
f-орбиталями(7типов)
3.магнитное квантовое
число m определяет ориентацию орбитали
в пространстве относительно внешнего
магнитного или электрического поля.
Его значения изменяются от +l до -l,включая
0. Например,при l=1 число m принимает 3
значения:+1,0,-1,поэтому существует 3 типа
р-А0;рх,ру,рz.
4.спиновое квантовое число
s может принимать лишь два возможные
значения +1/2 и 1/2 они соответствуют двум
возможным направлениям собственного
магнитного момента электрона,называемого
спином(от лат.веретено) для обозначения
электронов с различными спинами
используют символы:
.
(
Главное
квантовое число (n) — характеризует
энергию и размер орбитали. Оно принимает
значения от 1 до
:
n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Побочное (орбитальное) квантовое число (1) - характеризует форму орбиталей и принимает значения от 0 до (n - 1): 1 = О, 1, 2, 3, 4. Например, если n = 2, то 1 имеет 2 значения: О, 1. Значит, на 2 энергетическом уровне есть сферическая орбиталь (1 = 0) и в виде объемной восьмерки (гантелеобразная) (1 = 1).
Магнитное квантовое число (m) - характеризует количество орбиталей одинаковой формы и ориентацию их в электромагнитном поле ядра атома. Оно принимает значения в интервале от —1 до +1. Для каждого значения разрешено (2*1 + 1) значений числа m. Например, если 1 = 1, то m имеет (2 x 1 + 1) 3 значения: — 1,0, +1.
Спиновое
квантовое число (s) - характеризует
вращение электрона вокруг своей оси и
принимает только 2 значения: +1/2 (
)
и -1/2 (
).
(Спин электрона — свойство электрона
вести себя как крошечный магнит).
20. При́нцип Па́ули (принцип запрета) —При́нцип Па́ули (принцип запрета) — один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому два и более тождественных фермиона (частиц с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии.
Принцип был сформулирован для электронов Вольфгангом Паули в 1925 г. в процессе работы над квантомеханической интерпретацией аномального эффекта Зеемана и в дальнейшем распространён на все частицы с полуцелым спином. Полное обобщённое доказательство принципа было сделано им в теореме Паули (теореме о связи спина со статистикой) в 1940 г. в рамках квантовой теории поля. Из этой теоремы следовало, что волновая функция системы фермионов является антисимметричной относительно их перестановок, поведение систем таких частиц описывается статистикой Ферми — Дирака.
Принцип Паули можно сформулировать следующим образом: в пределах одной квантовой системы, в данном квантовом состоянии, может находиться только один фермион, состояние другого должно отличаться хотя бы одним квантовым числом.
В
статистической физике принцип Паули
иногда формулируется в терминах чисел
заполнения: в системе одинаковых
частиц, описываемых антисимметричной
волновой функцией, числа заполнения
могут принимать лишь два значения
