Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14: Атомні орбіталі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    77066

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У цьому розділі мова піде насамперед про атом водню. Однак багато з того, що ми говоримо, буде наближенням до інших атомів. В атомі водню є тільки дві взаємодіючі частинки, електрон і протон. Протон більш ніж в тисячу разів масивніше електрона. Це означає, що в результаті їх взаємодії електрон рухається набагато більше, ніж протон. Таким чином, ми можемо розглядати його як електрон, що рухається в потенціалі протона. За винятком того, що він забезпечує цей потенціал, в першому порядку ми можемо ігнорувати протон, і просто розглядати електрон як квантову механічну частинку.

    Для інших атомів існують додаткові електрони. Рівні енергії, які ми розрахували для водню, можна дуже легко адаптувати, щоб врахувати ядро з більшою кількістю протонів - все, що вам потрібно зробити\(Z^{2}\), це помножити всі енергетичні рівні на квадрат кількості протонів в ядрі (що також є позитивним зарядом ядра). Потім ми можемо наблизити інші атоми, вводячи електрони на всі ці енергетичні рівні. Оскільки електрони є ферміонами, ми можемо поставити лише два в будь-яку задану орбіталь. (Два, тому що є два можливі спінові стани для електрона.) Однак це неявно передбачає, що електрони взаємодіють тільки з ядром, а не один з одним. Це наближення дозволить нам отримати багато розуміння структури (наприклад) Періодичної таблиці елементів, але це занадто велике наближення, щоб мати можливість з'ясувати точні енергетичні рівні.