Ato wodoropodobny Eektron poruszjący się w kuobowski pou jądr o łdunku +Ze posid energię potencjną: z -e, V ( r) Ze 4πε r + Ze φ θ r y x

Transkrypt

1 Ato wodoropodobny z współrzędne w ukłdzie krtezjński r sinθ cosφ x r cosθ φ θ r r sinθ (x,y,z) r sinθ sinφ Biegunowy ukłd współrzędnych y funkcj fow współrzędne w ukłdzie biegunowy ( ) r,θ,φ x r sinθ cosφ y r sinθ sinφ z r cosθ ( r, θ φ ) ψ,

2 Ato wodoropodobny Eektron poruszjący się w kuobowski pou jądr o łdunku +Ze posid energię potencjną: z -e, V ( r) Ze 4πε r + Ze φ θ r y x

3 Ato wodoropodobny ),, ( ),, ( 4 ),, ( ϕ θ ψ ϕ θ ψ πε ϕ θ ψ r E r r Ze r ħ ( ) ( ) ( ) z y x E z y x z y x V z y x,,,,,, ψ ψ ħ Równnie Schrödinger d tou wodoru Równnie we współrzędnych biegunowych:

4 Ato wodoropodobny ( r θ, φ ) R ( r) Y ( θ φ ), n ψ, funkcj sferyczn funkcj zeżn od kątów Rozwiązując równni Schrödinger d tou wodoru, Możn stwierdzić że funkcj fow eektronu zeży Od trzech iczb cłkowitych: n,,, zwnych iczbi kwntowyi. Chrkteryzują one stn eektronu w toie

5 Ato wodoropodobny n- główn iczb kwntow n - iczb nturn,nueruje energię n,,3,4,5, ; E n 3.6eV n E n 4 µ e 3π ε ħ n µ s zredukown µ en + e N

6 - orbitn iczb kwntow - okreś wrtości oentu pędu eektronu n orbicie iczb nturn z zkresu [, n- ],,, n-; Trdycyjnie d stnów eektronu o okreśonej wrtości iczby kwntowej,stosuje się oznczeni iterowe: ozn s p d f g h...

7 - gnetyczn iczb kwntow - okreś rzut oentu pędu eektronu n wyróżniony kierunek w przestrzeni - iczb cłkowit z zkresu [-, ], ±, ±,... ± s - spinow iczb kwntow s - okreś włsny oentu pędu eektronu zwny spine s ±

8 & & & & n & n & & & & & & & & & 3 n Możiwe stny eektronu / /, s ub,,,...,,, n ub n,...,,,,3,..., n + + +

9 ( r θ, φ ) R ( r) Y ( θ φ ), n ψ, n n n n,, ψ n,, ± ± n n 3 3,,.59 n,

10 n R n (r) 3/ Zr e Z 3/ 3/ 6 Zr Zr e Zr Z e Zr Z 3 3/ 3 3/ 3 3/ Zr Zr Zr e Zr Z e Zr Zr Z e r Z Zr Z + ( ) ( ) ( ) φ θ φ θ ψ,,, n Y r r R Y (θ,φ) π π cosθ 3 φ θ π e ±i sin 3 ( ) 3cos 5 4 θ π φ θ θ π e ±i sin cos 5 φ θ π sin 5 4 i e ± ± ± ±.59 n,

11 Rdin gęstość prwdopodobieństw F( r) 4πr R( r) Wykresy przedstwijące funkcję F w kiku stnch kwntowych (d Z):

12 Rdin gęstość prwdopodobieństw

13 Funkcje kuiste-kątow gęstość prwdopodobieństw ORBITALE ( r θ, φ ) R ( r) Y ( θ φ ), n ψ, orbit s p d f g h... s p 3p 3d Stny s Stny p Stny d

14 Zkz Puiego Kżdy eektron w toie jest schrkteryzowny przez wrtości iczb kwntowych: Główn iczb kwntow n,,3,4,... Orbitn iczb kwntow,,,3,...,n- Mgnetyczn iczb kwntow,(+/-),(+/-),(+/-)3,...,(+/-) Spinow iczb kwntow (spin) s ± Zespó tych czterech iczb kwntowych chrkteryzuje stn kwntowy eektronu Eektrony w toie uszą różnić się chociż jedną iczbą kwntową. (Dowone dw eektrony w toie nie ogą znjdowć się w ty sy stnie kwntowy)

15 Powłoki i podpowłoki O eektronch znjdujących się w stnch opisywnych tą są główną iczbą kwntową n ówiy, że zjują one tą są powłokę. powłoki nuerowne są iteri K, L, M, d stnów o iczbch kwntowych n,, 3, odpowiednio. O stnch eektronowych opisywnych tyi syi wrtościi iczb n orzówiy, że zjują te se podpowłoki. Podpowłoki oznczne są iteri s, p, d, f, d stnów o,,, 3, odpowiednio.

16 Powłoki i podpowłoki n powłok podpowłok K s L s L p 3 M s 4 N N N N M p M d s p 3 d f N x N x - ksyn iczb eektronów n dnej podpowłoce (+)

17 Powłoki K, L, M n s N 8 8 N : Liczb dozwoonych stnów obrzuje stn o s +/ obrzuje stn o s -/ Reguł Hund- eektrony wypełnijąc dną podpowłokę początkowo ustwiją swoje spiny równoege Węgie s s p Ten s s p 4

18 I orbit n : stn: wodór powłok powłok stny s () stny s () stny p () I orbit pełn n : stny: he I orbit pełn, n :, : it I orbit pełn, n :,,, -,, : zot I orbit pełn, n :,,, -,, : neon

19 Stn podstwowy tou wieoeektronowego Od beryu do neonu (Z4 do Z): podpowłok s jest cłkowicie zpełnion, koejne eektrony uszą wypełnić podpowłokę p, któr oże przyjąć ksynie 6 eektronów. Konfigurcj od s s p do s s p 6 Od sodu do rgonu (Z do Z8): podpowłoki K orz L są cłkowicie wypełnione, koejne eektrony uszą wypełnić powłokę M (3s3p3d). Konfigurcj: s s p 6 3s,s s p 6 3s, orz od s s p 6 3s 3p do s s p 6 3s 3p 6 Atoy z Z>8: istotny udził energii odpychni, zieni się koejność zpełnini powłok; np. ) 9-ty eectron potsu zpełni 4s nie podpowłokę 3d b) -ty eectron wpni zpełni 4s nie podpowłokę 3d

20 STANY ELEKTRONÓW W ATOMACH 4f 6s 5d 4d 5s 5p energi 3p 4s 3d 4p 3s p s s Z Ze wzgędu n oddziływnie iędzy eektroni regurne zpełninie powłok jest zburzone d toów o większych Z

21 Pozioy energetyczne. Energi eektronu w toie jest skwntown i przyjuje wrtości ujene n-okreś pozioy- stny-energetyczne eektronu w toie. n pozio ub stn podstwowy n> pozioy wzbudzone E n 3.6eV n E n 4 µ e 3π ε ħ n

22 Wido eisyjne tou wodoru Jonizcj E ni Ry E Ry n f n n i f Ry 3. 6 ev Ionized to E E n Eni Ry f n f ni ev Długość eitownej fi n R λ n f R stł Rydberg R n i E ev E n 4 µ e 3π ε ħ n n

23 Rodzje wid optycznych.

24 Rodzje wid optycznych. Wid eisyjne Wid bsorpcyjne Wido iniowe, Wido psowe, Wido ciągłe, Wido iniowe, Wido psowe, Wido ciągłe,

25 Proieniownie o widie ciągły eitowne jest przez ogrzne do wysokiej tepertury cił stłe i ciecze (np.stopione ete), tkże gzy pod duży ciśnienie. Wid psowe są związne z cząsteczki. Wid iniowe pojedyncze nie oddziłujące poiędzy sobą toy dnego pierwistk, znjdującego się w stnie gzowy.

26 Wido bsorpcyjne. Jeżei poiędzy źródłe proieniowni o widie ciągły A szczeiną wejściową przyrządu wejściowego uieściy ciło, które pochłni świtło o okreśonych długościch, otrzyujey wido bsorpcyjne.

27 Wido eisyjne. wido eisyjne wido wysyłne przez dną substncję.

28 Wido bsorpcyjne To so bdne ciło. Wido eisyjne

29 Proieniownie rentgenowskie

30 Proieniownie rentgenowskie Wido proieniowni rentgenowskiego chrkter złożony : Wido ciągłe, zwne wide howni, Wido iniowe, zwne wide chrkterystyczny.

31 Wido howni c h λ in eu

32 Wido chrkterystyczne.