HIDROGEN ATOM. numere cuantice
In miscarile de electroni atom de hidrogen în domeniul de protoni, care pot fi considerate ca o formă sferică particule încărcate. Energia potențială este exprimată prin formula
ecuația Schrödinger pentru o astfel de sarcină este scris în trei dimensiuni:
Soluția la această problemă este prevăzută în manualele de fizică cuantică; Aici vom enumera cele mai importante rezultate:
1) Electronii poate fi un atom de hidrogen, numai având valori de energie specifice:
În picioare, cu alte valori, la fel ca în exemplele de mai sus ar trebui să fie interpretată ca instabilă (tranzitorie), astfel încât un electron trebuie să radieze (sau absorb) energia pentru a se muta într-una din stările „permise“ în aceste condiții pentru ea. Ecuația (2.30) este expresia pentru energia atomului de hidrogen este obținut în § 9 pe bază Bohr postulate;
2) starea electronului într-un atom de hidrogen caracterizat printr-un set de trei valori „numere cuantice“:
numărul cuantic principal, determinarea energiei electronului în atom conform formulei (2.30);
numărul cuantic orbital determină momentul cinetic orbitei sale
număr ia valori I t. e. pentru o anumită valoare a numărului cuantic principal al valorilor unghiulare orbitale există
numere cuantice magnetice care definesc orientarea „permisă“ (staționare, stabil) a momentului unghiular orbital în spațiul respectiv, de exemplu, al proiecției pe câmpul magnetic extern. Acest număr este ca Astfel, vectorul de atom elektronav momentului cinetic pot avea diferite orientări în spațiu.
Teoria originală a lui Bohr presupus că electronii se deplasează în jurul nucleului într-o orbite circulare sau eliptice, numărul definește energia (sau viteza) a unui electron în orbita, numărul I definește dimensiunea orbitei (raza unui cerc sau elipsă semiaxes), și, prin urmare, momentul electronului pe orbită, iar numărul determină posibile orientări care indică în spațiu. Cu toate acestea, spre deosebire de aceste modele de interpretări numere cuantice ale soluției ecuației Schrödinger pentru atomul de hidrogen și permite de asemenea stări cu m. E. Cu un moment unghiular la zero Prin aceasta reprezentări Bohr absență orbită. Pentru astfel de condiții distribuția de probabilitate de a găsi un electron din atom este simetric spherically, adică. E. Depinde doar de distanța de la centrul atom și, prin urmare, la fel de-a lungul suprafeței sferei. Această suprafață sferică a cărui rază este egală cu raza Bohr a orbitei corespunzătoare valorii atinge un maxim, iar la o distanță de ea scade rapid, deci electronul este „blocat“ într-un strat circular. Notă, de altfel, că probabilitatea de a găsi un electron la suprafața sferei este zero, deoarece probabilitatea de a găsi proporțională cu volumul spațiului; din care pentru
Pentru starea de distribuție nu mai este simetrică spherically; pentru aceste stări de orbite ale lui Bohr sunt acele linii de-a lungul care are un maxim.
Fiecare dintre valorile energetice corespunzătoare unei agoma stare de electroni stabil sau orice alt sistem fizic, denumit nivelul de energie. Setul de nivele de energie definite prin diferite valori ale numărului cuantic principal al spectrului de energie se numește particule sau sistem. Mai jos este o diagramă a diferitelor stări ale electron într-un atom de hidrogen, care corespunde tuturor valorilor posibile ale numerelor cuantice indicate suplimentar state determinate de orientarea momentului unghiular intrinsec al electronului
( „Back“) (a se vedea h III, § 20 ..) Relativ la momentul cinetic orbital este a patra (rotire) numărul cuantic are doar două valori:
Primul strat de bază este format din două substraturilor (Fig. IV. 63).
Al doilea strat principal este format din opt subnivele (Fig. IV. 64).
Rețineți că acest nivel este împărțit în două părți; Prima conține două substraturi de același tip, care sunt la primul nivel, al doilea conține în principal șase noi al treilea nivel, nivelul de bază și subnivele repetabile conține în plus zece subnivele combinate număr cuantic (Fig. IV. 65).
Aceste sisteme pot fi extinse și la valorile ulterioare Rețineți că o valoare a numărului cuantic principal al unui anumit valoare corespunde energiei atomului de hidrogen
diferite stări stabile de un electron în agome. Dacă atomul este izolat de influențe externe (diluarea gazului), energia este schimbată doar când o tranziție de electroni de stări care au o valoare la alta valoare cu stări
Astfel, ecuația Schrödinger aplicată atomului de hidrogen izolat, pentru a determina spectrul nivelurilor de energie și spectrul stărilor fără ipoteze suplimentare. postulatele lui Bohr utilizate în § 9 pentru evacuarea hidrogenului formulele de serie deja conținute în această ecuație.