Атомы, электронные конфигурации

Анализаторы структуры 1 153 Антиферромагнитный резонанс 2 189 Атомная функция рассеяния 1 214 Атомы, электронные конфигурации 2 14 --- оболочки 2 13 [c.455]

Свойства металлов действительно зависят от внутреннего строения атомов, а следовательно, и от электронных конфигураций, но пассивность металлов является функцией не только внутренних, но и внешних факторов. Таким образом, пассивное состояние ме- [c.310]

Энергетическое состояние, характеризующее место каждого электрона в атоме, определяется четырьмя квантовыми числами. Состояние электрона в атоме обозначают цифрами, указывающими номер оболочки (п), в которой он находится, и буквами 5, р, (I, /, к, соответствующими 1=0, 1, 2, 3, 4, 5. Степень означает число электронов. Так, например, Зр соответствует пяти электронам третьей оболочки, имеющим /=1, а электронная формула 1з , 25 , 2р , Зз — электронной конфигурации атома Ма. [c.7]

На границе раздела металл — электролит создаются условия для перехода атома металла в электролит, так как в этом случае ион металла получает более устойчивую электронную конфигурацию и, кроме того, сильно возрастает энтропия при образовании неупорядоченной системы (раствор) вместо упорядоченной (кристалл). Это создает некоторый скачок потенциала на границе металл — электролит [c.292]

Истолкование молекулярных спектров также возможно в квантовой теории. Необходимо только при расчете энергии стационарного состояния молекулы принимать во внимание большую сложность ее структуры. В основном изменение энергии молекулы происходит, как и в атоме, в результате изменений в электронной конфигурации, образующей периферическую часть молекулы. Однако при заданной электронной конфигурации молекулы могут отличаться друг от друга еще и состоянием, в котором находятся их ядра, могущие колебаться и вращаться относительно общего центра тяжести. С этими возможными типами движения также связаны известные запасы энергии, которые должны быть учтены в общем балансе. Как по общим соображениям теории квантов, так и на основании более строгих квантовомеханических расчетов эти запасы энергии также необходимо считать дискретными и имеющими квантовый характер. [c.746]

На рис. 2.1 приведена зависимость первого потенциала ионизации атомов J от атомного номера. Первый потенциал ионизации соответствует энергии, необходимой для отрыва электрона от нейтрального невозбужденного атома. Зависимость (2.1) имеет отчетливый периодический характер. Как видно из рис. 2.1, щелочные металлы (Li, Na, К, Rb, s) имеют ио сравнению с другими элементами минимальные потенциалы ионизации 5,4 5,16 4,35 4,18 3,90 эВ соответственно. В атомах щелочных металлов имеется всего лишь один валентный электрон, который находится вне заполненной оболочки и поэтому связан относительно слабо, из-за чего в различных реакциях эти элементы легко теряют внешний электро , образуя при этом положительно заряженные ионы — катионы Li+, Na+, К+, Rb+, s+. После потери внешнего электрона электронные оболочки соответствующих атомов становятся такими же, как п оболочки атомов ближайших к ним инертных газов (Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn), имеющих очень устойчивую электронную конфигурацию, первый потенциал ионизации для которых очень велик и изменяется от 12 до 25 эВ (рис. 2.1). [c.56]

Электронная конфигурация атомов Периодической таблицы, орбитальные радиусы внешних электронов, энергии ионизации, сродства к электрону [c.36]

Заполнение электронных состояний в первых трех периодах. Рассмотрим строение периодической системы элементов. В начале системы, когда число электронов невелико, роль взаимодействия между ними несущественна и заполнение электронных состояний происходит в соответствии с идеальной схемой. У водорода Н имеется один электрон, который находится в состоянии с минимальной энергией, т. е. при и = 1, поэтому электронная конфигурация этого атома l.v ( если электрон один, то он в виде степени у символа орбитального состояния не указывается). У гелия Не добавляется еще один электрон в состоянии l.v, но с противоположно направленным спином, поэтому электронная конфигурация гелия В основном состоянии 1 . Это парагелий. У ортогелия спин второго электрона совпадает по на- [c.286]

Ионная связь. Наиболее стабильная электронная конфигурация атома состоит из замкнутых электронных оболочек, в которых все электронные состояния заполнены. [c.302]

Валентность. Валентность атома относительно водорода определяется числом электронов со свободными спинами, которые могут вступать в обмен с соответствующим числом электронов другого атома. Электроны внешней оболочки атома могут образовывать различные конфигурации. Валентность для различных конфигураций может быть различной. Валентность атома в возбужденном состоянии может отличаться от его валентности в основном состоянии. Обычно под валентностью понимает- [c.312]

I и спин 5 = 1. Используя конкретные комбинации квантовых чисел, можно объяснить строение электронных оболочек любых элементов периодической системы, принимая ео внимание принцип Паули, согласно которому в атоме (ионе) не может быть двух электронов с одинаковым набором квантовых чисел. Электронная конфигурация многоэлектронных систем (атомов или ионов) определяется суммарными квантовыми числами, которые зависят от природы взаимодействия между электронами. [c.64]

Согласно принципу запрета Паули в данном энергетическом состоянии, определяемом четырьмя квантовыми числами, не может находиться более одного электрона. Электронная конфигурация свободного атома элемента может быть выражена с помощью обозначений электронных подгрупп например, для атома меди (порядковый номер 29) электронная конфигурация [c.6]

Конфигурация p nd, в силу принципа Паули, примененного для подгруппы р5, эквивалентна рассмотренной выше конфигурации из двух электронов pd. Как видно, здесь снова получилось 12 различных состояний с теми же значениями квантового числа. /, которые получались при [L, 5]-и [у. У]-связях. Полученное совпадение числа результирующих состояний при всех типах связи не является случайным оно является результатом общего положения, вытекающего из так называемого принципа адиабатической инвариантности, установленного Эренфестом, в силу которого квантовое число У сохраняет свое значение при любых изменениях типа связей. Таким образом, результирующее состояние электронной оболочки атома или иона, соответствующее данной конфигурации электронов, характеризуется одним и тем же набором квантовых чисел У независимо от типа связи между моментами электронов. Число термов, соответствующих данной электронной конфигурации, не зависит от того, какого рода связи осуществляются между моментами электронов. Меняются только расположение термов и ряд их свойств, проявляющихся при воздействии внешних полей. Поэтому в тех случаях, когда надо знать лишь число термов, соответствующих какой-либо электронной конфигурации, всегда можно исходить из предположения, что имеет место [L, 5]-связь, и пользоваться обычной символикой для обозначения термов. Надо только помнить, что в тех случаях, когда [L, 5]-связь нарушена, квантовые числа L и 5 теряют свой смысл. [c.214]

Нейтральный атом ванадия (VI) нормально находится в состоянии 3d 4s . Так как два эквивалентных s-электрона образуют замкнутую подгруппу, то состоянию 3d 4s соответствуют те же термы, что и состоянию 3d . Отсюда (см. табл. 68) получаем набор термов, соответствуюш.их нормальной электронной конфигурации нейтрального атома ванадия эти термы представлены в схеме 26. [c.273]

Исходя из нормального состояния СгП, 3d S, находим нормальное состояние нейтрального атома Сг1, 3d 4s наиболее глубоким термом, соответствующим этой электронной конфигурации, является терм S ему отвечает [c.276]

Аналогично рассмотрению электронных конфигураций VI, Сг I и Мп I можно разобрать и электронные конфигурации остальных атомов с достраивающейся d-оболочкой. Однако мы отложим разбор спектров железа, кобальта и никеля до следующего параграфа, а сейчас остановимся на атоме меди, чтобы посмотреть, как завершается заполнение d-оболочки. [c.276]

Наблюдение линий поглощения вообще чрезвычайно облегчает разбор сложных спектров. Спектр поглощения содержит гораздо меньше линий, чем спектр испускания, причем лишь те линии, нижние термы которых относятся к наиболее глубоким электронным конфигурациям данного атома. Таким образом, линии поглощения позволяют выделить наиболее глубокие термы в том числе и нормальный. [c.281]

Дважды ионизованный ион железа (Fe III) имеет в качестве основной электронную конфигурацию из шести эквивалентных d-электронов. Этой конфигурации 3d соответствуют, по данным табл. 68, следующие 16 термов 5D, зр 3 зр 3Q зн. 1S Ю 1F Ю Ч, зр F, Ю, S, из которых наиболее глубоким является терм Основное состояние однократного иона железа (Fe II) получается из состояния 3d прибавлением одного 4з-электрона, причем наиболее глубоким будет терм 3d 4s D немногим выше его расположен терм 3d F. Прибавляя к этим двум состояниям еще один 4з-электрон. получим основные состояния нейтрального атома железа в соответствии со следующей схемой [c.281]

Большая часть редких земель в нейтральном состоянии имеет (см. табл. 71) в качестве нормальной электронную конфигурацию 4f 6s тогда возбужденными окажутся электронные конфигурации 4f 6s бр, 4f 5d 6s 6p, 5d Gs и T. Д. Наиболее вероятными для нейтральных атомов таких редких земель являются переходы между двумя группами термов, соответствующих электронным конфигурациям [c.291]

Резюмируя содержание настоящего параграфа, можно сказать, что далеко не для всех термов удается по расщеплению вычислить магнитный момент ядра. Следует выбирать термы, которые свободны от возмущений, не входят в состав слишком узких мультиплетов и соответствуют возможно более простым электронным конфигурациям. Поэтому для атомов, начиная со второго и в последующих столбцах таблицы Менделеева, лучше пользоваться термами их ионов, сходных с щелочными металлами. Тем не менее даже в наиболее благоприятных случаях значения магнитного момента ядра данного атома, вычисленные по расщеплению различных термов, различаются друг от друга на несколько (а иногда и на десяток) процентов. В случае атомов со сложной электронной оболочкой определить со значительной точностью по данным оптической спектроскопии магнитный момент ядра, вообще говоря, не представляется возможным. Значительно точнее можно определить отношение магнитных моментов двух изотопов, сравнивая расщепления аналогичных термов. [c.550]

Энергия атома в целом, равная сумме энергий отдельных электронов, определяется заданием квантовых чисел Пи Ц всех электронов (/ = 1, 2, 3,..., К, где N — число электронов в атоме). Совокупность квантовых чисел П 1, 2 2, , определяет электронную конфигурацию атома. Электронная конфигурация охватывае г в общем случае несколько состояний атома, отличающихся взаимной ориентацией орбитальных и спиновых моментов электронов. В центральном поле энергия электронов не зависит от ориентации их моментов. Поэтому в приближении центрального поля все состояния конфигурации имеют одинаковую энергию, т. е. являются вырожденными. [c.60]

Энергию активации самодиффузии обычно сопоставляют с температурой плавления, теплотой сублимации и даже с температурой рекристаллизации металлов, устанавливая при этом некоторые эмпирические зависимости, которые в общем дают удовлетворительные результаты [12, 20, 21]. Рассматривая значения энергии активации самодиффузии (все значения в настоящей статье взяты по обзору А. П. Эпика в [22]), можно заметить и предварительно объяснить некоторые закономерности. Так, при переходе от титана к цирконию (оба металла имеют в состоянии изолированных атомов электронную конфигурацию dV) энергия активации самодиффузии несколько возрастает ( т1=-123, i zг = 126 кдж/моль) это можно сопоставить с некоторым ростом энергетической стабильности -состояний при увеличении главного квантового числа ( -электронов от титапа к цирконию. То же имеет место и для переходных металлов V группы, где для ниобия ( V) =360—380 кдж/моль, а для тантала d s ) Е=А 0 кдж/моль. Это увеличение Е по сравнению с металлами IV группы соответствует увеличению статистического веса -кон-фигураций [23]. Дальнейшее увеличение статистического веса -конфигураций для металлов VI группы приводит к еще большим значениям энергии активации самодиффузии сг —220— 306 ( 51), Емо = 386—480 ( ), = 500—600 ( V) кдж/моль. Таким образом, рост энергии активации самодиффузии обусловлен увеличением статистического веса -конфигураций и повышением их энергетической стабильности, что соответствует увеличению трудности возбуждения этих электронных конфигураций. Следует отметить, что, по данным [24, 25], из 5 ( + )-электронов ниобия 3.7—3,9 локализовано, а 1.1—1.3 коллективизировано по данным тех же исследователей, из 4 ( - -8)-электронов циркония [c.8]

Электронная конфигурация сплавов, состоящих из двух и более переходных металлов, и их пассивация не столь хорошо изучены, как в случае медно-никелевых систем тем не менее можно принять несколько полезных упрощающих допущений. Например, принимают, что наиболее пассивный компонент сплава является акцептором электронов, стремясь заимствовать электроны у менее пассивного компонента. Следовательно, в нержавеющих сталях d-электронные вакансии хрома заполняются электронами, заимствованными от атомов железа 1461. При критическом составе сплава (менее 12 % Сг) все вакансии хрома заполнёны, и коррозионное поведение сплава подобно поведению железа. При содержании Сг выше 12 % его d-электронные вакансии не заполнены и сплав по коррозионному поведению подобер хрому. [c.97]

Согласно представлениям Г. Улига, критическая концентрация легирующего компонента, которой отвечает резкий скачок пассивируемости, объясняется изменением электронной конфигурации атомов сплава от заполненной а(-оболочки к незаполненной (никелевые сплавы, стали). В основу расчетов критических составов положено представление Л. Полинга о существовании в d-оболочках переходных металлов незаполненных электронных состояний (дырок). По современной электронной теории сплавов, такой большой перенос зарядов между компонентами сплавов невозможен. Эксперименты по рентгеновской фотоэмиссии показали, что число ii-электронов и дырок в d-оболочках атомов переходного металла в сплаве с непереходным не изменяется (сплав Ni—Си) или изменяется очень мало [55а—55d], — Лримеч. ред. [c.97]

Наряду с полосатыми- спектрами молекул, расположенными в видимой и ультрафиолетовой областях, наблюдаются также и инфракрасные спектры молекул. Опыт показывает, что инфракрасные колебательные спектры газа или пара остаются в большинстве случаев практически неизменными и при исследовании соответствующей жидкости или даже твердого тела. Причину нечувствительности этих спектров к агрегатному состоянию надо, очевидно, искать в том, что силы взаимодействия между атомами (внутримолекулярные силы) значительно больще ван-дер-ваальсовых межмолекулярных сил, обусловливающих переход из газообразного в другие агрегатные состояния. Поэтому колебания атомов внутри молекулы происходят практически одинаково как в изолированных молекулах газа, так и в сближенных молекулах жидкости или твердого тела. Излучение же полосатых спектров в видимой и ультрафиолетовой областях в основном определяется изменением электронной конфигурации молекулы, а эта последняя испытывает в случае жидкости или твердого тела вполне ощутимые воздействия со стороны соседних молекул. Но все же и для инфракрасных спектров некоторые детали, связанные главным образом с вращением молекулы вокруг ее центра тяжести, лучше наблюдаются в газообразном состоянии, ибо свобода вращения молекул в жидкостях и твердых телах в значительной степени стеснена. [c.748]

Вниду описанных трудностей нелегко дать количественное объяснение наблюдавшихся аномалий. Паркинсон и др. предположили, что, поскольку четыре элемента имеют очень похожую кристаллическую структуру и электронную конфигурацию, их решеточная теплоемкость должна быть примерно одинаковой. Поскольку лантан совсем не имеет 4/-электронов, а количество 4/-электронов у церия, празеодима и неодима равно соответственно 1,2 и 3, Паркинсон и др. объясняют разницу между теплоемкостями лантана п остальных трех элементов исключительно вкладом 4/-электронов. Так как эти электроны расположены довольно глубоко в оболочке атома (валентными у всех четырех элементов являются б5-электроны), то волновые функции 4/-электронов соседних атомов не могут сильно перекрыться и образовать соответствующую 4/-зону. Однако вырождение электронных уровней может быть снято кристаллическими полями. Переходы между образовавшимися при этом уровнями и могут обусловливать избыток теплоемкости празеодима, неодима и церия по сравнению с лантаном. [c.343]

В табл. 19.6 представлены значения энергии сродства атомов к электрону. Наиболее точные современные методы измерения этой величины основаны на анализе порогового поведения сечения лазерного фотоотрыва и лазерной фотоэлектронной спектроскопии [17—20]. В отдельных графах табл. 19.6 приведены электронная конфигурация валентной оболочки иона и соответствующий терм отрицательного иона. [c.420]

Рядом с линиями уровней в прямоугольной рамке приведены значения энергии расщепления мультиплет-ных уровней с нужным знаком, характеризующим либо нормальный (+), либо обращенный (—) мультиплет. Штриховые метки использовались для обозначения электронных конфигураций, отвечающих разным исходным состояниям атомного остова. В случае атомов инертного газа и атома иода, у которых возбужденные состояния классифицируются по схеме //-связи моментов, на диаграммах Гротриана были указаны только положения нижней и верхней компонент мультиплетных подуровней (отмеченных соответственно чертой снизу и сперху при символе квантового числа J полного момента атома) и граничные длины волн переходов между заданными мультиплетными уровнями. [c.838]

Остановимся еще на одной особенности ковалентной связи. Выше при решении уравнения Шредингера для молекулы водорода мы конструировали волновые функции с помощью линейной комбинации атомных орбиталей, выбирая за стартовые атомные орбитали изолированных атомов. Однако такой прямолинейный подход не всегда оказывается успешным и, например, для молекул и кристаллов, содержащих атомы углерода (а также кремния, германия и т. д.), он не привел к успеху. Так, изолированный атом С имеет электронную конфигурацию (ls) (2s) 2px2py. Естественно было ожидать, что углерод окажется двухвалентным с двумя перпендикулярными связями. Однако четырехвалентность углерода хорошо известна и, вообще говоря, она могла быть объяснена возбуждением при образовании молекул одного из 2з-элект-ронов и его переходом в 2рг состояние. В этом случае можно было ожидать появления трех более сильных и одной более слабой связей. Однако экспериментально было надежно доказано, что у углерода наблюдаются 4 равноправные связи с углами 109°28. Этот результат удалось полностью объяснить тем, что при вхождении атомов углерода в соединение (причем с самыми разными атомами углеродом при образовании алмаза, водородом или хлором при образовании СН4 или U и т. д.) происходит перестройка их электронной структуры так, что одна 25 и три 2р орбитали углерода гибридизуются, происходит sp гибридизация и [c.111]

Различным уровням внутренней энергии атома 8 , е,,. .., р, , согт-ветствуют различные электронные конфигурации и статистическая сумма по возбужденным электронным состояниям [c.431]

При определении по указанной схеме числа стационарных состояний необходимо еще иметь в виду выполнение так называемого принципа Паули (подробнее см. 29). Согласно этому принципу в атоме не может существовать несколько электронов, характеризуемых одинаковой четверкой квантовых чисел п, I, j, trij, где ntj—квантовое число, определяющее значение проекции момента pj на преимущественное направление. Благодаря принципу Паули, часть из возможных по векторной схеме состояний атома при данной электронной конфигурации выпадает. [c.66]

В 13 мы указывали на правило отбора для квантового числа L, по которому два терма с одинаковыми L не могут комбинировать между собой. С точки зрения этого правила переходы между двумя D-термами невозможны. Однако, как мы увидим ниже, в атомах и ионах с большим числом валентных электронов, где спектральные линии возникают при изменении состояний двух (или большего числа) электронов, такие переходы возможны. Чтобы отличить эти термы друг от друга, один из них отмечается значком °, который ставится сверху справа от символа терма. Полный анализ спектра железа показывает, что нижний квинтетный терм Dy соответствует электронной конфигурации 3d 4s , которая является нормальной для атома железа. Верхний терм соответствует конфигурации 3d4p. Приписав самому [c.82]

Как видно из табл. 68, для нормального состояния дважды ионизованных ионов (S III, Ti III и т. д.) число d-электронов непрерывно возрастает от 2 до 10 с возрастанием Z, в то время как у однажды ионизованных ионов и у нейтральных атомов такое непрерывное возрастание в ряде случаев нарушается. Например, ион титана Till (Z = 22) в нормальном состоянии имеет нормальную конфигурацию Зd 4s F, ион же ванадия VII (Z = 23) — электронную конфигурацию Sd D здесь мы наблюдаем [c.263]

Таким образом, возникают дублетные и квартетные термы Sel. Часть из них стремится к пределу 3d 4s D, а часть — к пределу 3d 4s D. Если ион Sell будет находиться в состоянии Зd , то при прибавлении ях-элек-трона возникнет еще более многочисленная группа дублетных и квартетных термов, стремящихся к пределам Sd S, 3d D, Sd G, Sd P и Sd p. Наконец, могут возникнуть электронные конфигурации Sd и 4p rtx. Возможные термы нейтрального атома S I приведены в схемах 22 и 23. [c.266]

На примере скандия и титана видно, что атомы, нормальная электронная конфигурация которых содержит один или два эквивалентных Зd-элeктpoнa, в возбужденном состоянии могут иметь электронные конфигурации с большим числом Зd-элeктpoнoв (для Ti I до четырех). Это происходит, как было видно, из-за того, что эти атомы в нормальном состоянии обладают еще двумя 45-электронами, которые при возбуждении могут переходить в Зd- o тoяния. [c.272]

Исходя из состояния иона меди 3d o So> получаем, путем прибавления одного электрона, состояния нейтрального атома меди. Так как 3d есть замкнутая электронная конфигурация, то прибавление еще одного электрона ведет к возникновению обычных дублетных термов, аналогичных термам щелочных металлов нормальным является 3d ° 4s 2Si -TepM, которому соответствует ионизационный потенциал в 7,69 в. [c.279]

Материал настояш,его параграфа заставляет еш,е раз обратить внимание на суш.ественную разницу между структурой простых спектров и спектров атомов со многими валентными электронами. В случае простейших спектров ш,елоч-ных металлов каждой электронной конфигурации соответствует один (дублетный) терм. При переходах между основными состояниями атома испускается только несколько линий. В том же случае, если удастся возбу-дить много линий, то они образуют длинную серию, сбегающуюся к своему пределу, положение которого может быть хорошо определено, а вместе с тем хорошо определено и абсолютное значение термов. Это, в свою очередь, позволяет точно вычислить ионизационный потенциал. В сложных же атомах со многими валентными электронами каждой данной конфигурации соответствует большое число термов, которые могут стремиться к различным пределам. Переходы между данной парой электронных конфигураций, ведут к испусканию большого числа линий, так что все наблюдаемые линии обычно возникают в результате переходов между небольшим числом основных состояний. Длинных" серий при этом обычно не удается наблюдать, что делает затруднительным определение абсолютного значения термов, а следовательно, и ионизационных потенциалов. [c.288]

Последовательное заполнение 4f-oбoлoчки электронами имеет место только у трижды ионизованных ионов редких земель. У ионов в более низких состояниях ионизации и у нейтральных атомов встречаются в качестве нормальных электронные конфигурации 4f 6s, 4f 2 6s2 и 4f 5d где k—число электронов вне замкнутых оболочек (табл. 71). Как видно из таблицы, уже у дважды ионизованных ионов редких земель не наблюдается непрерывного возрастания числа f-электронов с увеличением Z так. Ей III и Gd III в нормальном состоянии имеют оба по 7 электронов 4f, ион ТЫН—8, а следующий за ним ион Dy III — сразу 10 электронов 4f. Аналогичные отступления от непрерывного заполнения 4 -оболочки электронами наблюдаются и для нейтральных атомов редких земель. [c.289]

По положению уровней, соответствующих электронным конфигурациям, содержащим 6s- и 7s- электроны, можно найти приблизительные значения ионизационных потенциалов нейтрального атома лантана и его однажды- и дваждыионизо-ванных ионов. Эти значения (в вольтах) равны [c.292]

Актинидов, как и редких земель, должно быть 14, так что их группа должна заканчиваться на элементе с Z 103. Спектры -этих элементов, особенно трансурановых, изучены пока слабо, что не позволяет в большинстве случаев с уверенностью установить их наиболее глубокие электронные конфигурации. Тем не менее можно считать установленным, что, как и в случае редких земель, последовательное заполнение f-оболочки электронами имеет место лишь для трехкратных ионов. У ионов в состояниях ионизации с меньшей кратностью и у нейтральных атомов актинидов встречаются конфигурации 5f, 5f - 6d, 5f 7s , 5f 6d7s, 5f 6d7s . Торий, как указано ниже, содержит f-электрон лишь в состоянии трехкратной ионизации (Th IV). Вероятные наиболее глубокие электронные конфигурации ионов и нейтральных атомов актинидов приведены в табл. 75, [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...