Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
2.5. Атом водорода в квантовой механике. Принцип Паули.
Распределение электрона в атоме по состояниям. Атомные и молекулярные спектры.
1.Чему равна потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода?
U=-e2/4r0, е – заряд электрона, - число Пи, r - расстояние электрона от ядра, 0 - диэлектрическая постоянная
2.Стационарное уравнение Шредингера для электрона в водородоподобном атоме в системе СИ имеет вид .Что означают буквы входящие в это уравнение?
-оператор Лапласа, - волновая функция, m - масса микрочастицы, - постоянная Планка, E – полная энергия частицы, z – зарядовое число, е – заряд электрона, - число Пи, r - расстояние электрона от ядра, 0 - диэлектрическая постоянная
3.Энергия электрона в водородоподобном атоме определяется соотношением . Выразить через эти обозначения энергию электрона в атоме водорода находящегося на основном уровне.
Для основного состояния n=1. Подставив в уравнение значения констант, получим
4. Что понимают под энергией ионизации атома?
Энергия ионизации атома- энергия удаления электрона от его свободных невозбужденных катионов ,с зарядом +1,+2 и т.д.,представляет наименьшую энергию необходимую для удаления электрона от свободного атома в его энергетическом уровне на бесконечность.
5.Волновая функция электрона в атоме водорода имеет вид Чему равны квантовые числа?
n=1, l=0, m=0
6.Каков физический смысл квантового числа n?
Главное квантовое число. Определяет энергию частицы.
7.Каков физический смысл квантового числа ?
Орбитальное квантовое число. Определяет величину момента импульса частицы.
8.Каков физический смысл квантового числа m?
Магнитное квантовое число. Определяет проекцию момента импульса электрона на направление z внешнего магнитного поля.
9.Для электрона известны три квантовых числа n,,m.Чему равна величина вектора орбитального момента импульса электрона?
– постоянная Планка, l – орбитальное квантовое число, l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).
10. Для электрона известны три квантовых числа n,,m.Чему равна проекция вектора орбитального момента на направление z внешнего магнитного поля?
постоянная Планка, m – магнитное квантовое число, m=0,1,2,…,l (l – орбитальное квантовое число).
13.Какие частицы являются тождественными?
Все электроны которых имеют одинаковую массу, заряд, спин и др. характеристики.
14.В чем заключается принцип неразличимости тождественных частиц?
Невозможно отличить экспериментально тождественные частицы.
15.Чему равно максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых главным квантовым числом?
|
n |
Количество электронов в состояниях |
Максимальное количество электронов |
||||
|
s(l=0) |
p(l=1) |
d(l=2) |
f(l=3) |
g(l=4) |
||
|
1 |
2 |
- |
- |
- |
- |
2 |
|
2 |
2 |
6 |
- |
- |
- |
8 |
|
3 |
2 |
6 |
10 |
- |
- |
18 |
|
4 |
2 |
6 |
10 |
14 |
- |
32 |
|
5 |
2 |
6 |
10 |
14 |
18 |
50 |
16.. Сформулируйте принцип Паули.
В одном атоме не может существовать более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел. z(n,,m,)=0 или 1.
17.. В чем суть правила отбора для магнитного квантового числа?
m=0,1,2,…,l (l – орбитальное квантовое число).
18.Чему равно максимальное число электронов находящихся в состояниях ?
n=2, l=1. Максимальное количество электронов равно 8.
19..В чем суть правила отбора для орбитального квантового числа ?
l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).
20.Если состояние электрона обозначаются символами 2s и 2р, то чему равны их главные и орбитальные квантовые числа?
2s – n=2, l=0; 2p – n=2, l=1. n – главное квантовое число; l – орбитальное квантовое число.
21.Какие квантовые числа характеризуют размер и форму электронного облака?
Главное квантовое число характеризует размер электронного облака, орбитальное – форму.
22.Электрон находится в состоянии, определяемом волновой функцией .Найти модуль вектора орбитального момента импульса этого электрона.
l=0, (орбитальное квантовое число).
– постоянная Планка, l – орбитальное квантовое число, l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).
23..Электрон находится в состоянии, определяемом орбитальным квантовым числом Чему равен модуль вектора его орбитального момента ?
l=2, (орбитальное квантовое число).
– постоянная Планка, l – орбитальное квантовое число, l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).
24.Состояние электрона определяется волновой функцией .Чему равна величина вектора орбитального момента импульса электрона?
– постоянная Планка, l – орбитальное квантовое число, l=0,1,2,…,n-1. (n – главное квантовое число).
l=1,
25.Состояние электрона определяется волновой функцией .Чему равна проекция вектора орбитального момента импульса электрона?
постоянная Планка, m – магнитное квантовое число, m=0,1,2,…,l (l – орбитальное квантовое число).
m=0.
26.Запишите возможные значения орбитального квантового числа l и магнитного квантового числа ml для квантового числа n = 4.
при n=4
L=0,1,2,3
M=0,±1,±2,±3,±l
27.Чему равно максимальное значение проекции полного момента импульса на ось Z для L – электронов?
l=1,L=mħ, mmax=l, L=1* ħ
28.Чему равно максимальное значение проекции полного момента импульса на ось Z для M – электронов?
l=2, M=mħ, mmax=l, m=2 ħ
29.Чему равно максимальное значение проекции полного момента импульса на ось Z для N– электронов?
l=3, N=mħ, mmax=l, m=3 ħ
30.Какие квантовые числа имеет внешний (валентный) электрон в основном состоянии атома натрия (калия)?
Распределение электронов в атоме по оболочкам определяют его электронную конфигурацию. Для указания электронной конфигурации атома пишут в ряд символы заполнения электронных состояний оболочек nl, начиная с самой близкой к ядру. Индексом справа вверху отмечают числа электронов в оболочке, находящихся в этих состояниях. Например, у атома натрия 2311Na, где Z=11 - порядковый номер элемента в таблице Менделеева; число электронов в атоме; число протонов в ядре; A=23 - массовое число (число протонов и нейтронов в ядре). Электронная конфигурация имеет вид: 1s2 2s2 2p6 3s1, т.е. в слое с n=1 и l=0 - два s-электрона; в слое с n=2 и l=0 - два s-электрона; в слое с n=2 и l=1 - шесть р-электронов; в слое с n=3 и l=0 - один s-электрон.
31.Определите, во сколько раз орбитальный момент импульса электрона Li, находящегося в f -состоянии, больше, чем для электрона в
p – состоянии.
p-состояние l=1, f-состояние l=3
32.Электрон в атоме находится в f -состоянии. Определите возможные значения проекции момента импульса Liz орбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля.
f-состояние l=3,
m=0; ±1; …; ±3
Lz=0; ±; ±2; ±3
33.Электронная конфигурация некоторого элемента. Определите, что это за элемент.
Это аллюминий 1327Al
34.Запишите символически электронную конфигурацию атома неона в основном состоянии.
Ne z=10, 1s2 2s2 2p6
35.Электрон в атоме находится в d-состоянии. Определите возможные значения проекции момента импульса Liz орбитального движения электрона в атоме на направление внешнего магнитного поля.
, mmax = ±l, Lz = ±2l
36.Чему равно значение орбитального квантового числа для электрона, находящегося в атоме в d-состоянии.
z=11, 1s22s22p23s2, внешний электрон=1
n=3, l=0, m=0, s=±1/2
Орбитальное квантовой число для электрона, находящегося в атоме d-состоянияя равно 2, l=2
37.Чему равны главное и орбитальное квантовые числа для электрона, находящегося в атоме в 3р-состоянии?
Главное n=3 и орбитальное l=1