 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Квантовые числа, характеризующие состояние электронов в атоме
Поведение электрона в атоме описывается волновой функцией, вид которой зависит от квантовых чисел n, l и m. Поскольку n определяет энергию электрона, его назвали главным квантовым числом (n = 1, 2, 3 ,...).
Естественно предположить, что и квантовые числа l и m, введенные в предыдущем параграфе, характеризуют определенные физические величины. Действительно, анализ решения уравнения Шредингера для водородоподобного атома приводит к заключению, что квантовое число l определяет величину орбитального момента импульса электрона в атоме (называется орбитальным), а квантовое число m (магнитное квантовое число) задает величину проекции этого момента на заданное направление в пространстве. Под заданным направлением в данном случае понимают направление, выделенное путем создания в системе, например, электрического или магнитного поля.
В этом случае орбитальный механический момент импульса электрона L0 (рис.4.7) предстает как
|
, (4.19)
а его проекция на заданное направление Н:
. (4.20)
Определенному значению энергии Еn могут соответствовать несколько волновых функций, отличающихся значениями квантовых чисел m и l. Это означает, что атом водорода может иметь одно и то же значение энергии, находясь в нескольких различных квантовых состояниях.
Состояния с одинаковой энергией называются вырожденными, а число различных состояний с каким-либо одинаковым значением энергии называется кратностью вырождения соответствующего энергетического уровня. Можно показать, что каждый уровень энергии водородоподобного атома имеет вырождение кратности n2= 
.
В атомной физике применяются условные обозначения состояний электрона с различными значениями момента импульса. Так, электрон, находящийся в состоянии l= 0, называют s -электроном, с l= 1 — p -электроном, с l= 2 — d -электроном, с l= 3 — f -электроном и т.д. в соответствии с латинским алфавитом. Значение n указывается перед условным обозначением квантового числа l. Например, электрон в состоянии n= 4, l= 1 обозначается символом 4 p. Поскольку l всегда меньше n, то возможны следующие состояния электрона:
n= 1: 1 s
n= 2: 2 s, 2 p
n= 3: 3 s, 3 p, 3 d
n= 4: 4 s, 4 p, 4 d, 4 f и т.д.
Поиск по сайту: