Атомные спектры. Физический смысл главного и орбитального квантовых чисел, s, p, d, f - орбитали, их форма. Привести примеры.

Date: 2015-10-07; view: 716.

Вопрос 7

А́ТОМНЫЕ СПЕ́КТРЫ — оптические спектры, получающиеся при испускании или поглощении света (электромагнитных волн) свободными или слабо связанными атомами; такими спектрами обладают, в частности, одноатомные газы и пары. Атомные спектры являются линейчатыми, они состоят из отдельных спектральных линий, которые характеризуются определенной длиной волны и для простых атомов группируются в спектральные серии. Атомные спектры наблюдаются в виде ярких цветных линий при свечении газов или паров в электрической дуге или разряде (спектры испускания) и в виде темных линий (спектров поглощения).

Главное квантовое число n характеризует энергию электронной орбитали. Главное квантовое число принимает значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7…∞, обозначаемые также буквами K, L, M, N , O, P, Q … Чем больше n, тем выше энергия орбитали. Переходы электронов с одной орбитали на другую сопровождается излучением или поглощением квантов энергии.

Главное квантовое число характеризует также удаленность максимума электронной плотности от ядра. Чем больше n, тем больше объем орбитали. Совокупность электронов с одинаковым значением n называют энергетическим уровнем или оболочкой, слоем.

Орбитальное (побочное, азимутальное) квантовое число l принимает значения от 0 до (n-1) и характеризует форму граничной поверхности атомной орбитали. Обозначения: 0-s; 1-p; 2-d; 3-f и т.д. Совокупность электронов, имеющих одинаковые значения l и n, называют энергетическим подуровнем (подоболочкой). Граничная поверхность s-орбиталей имеет форму сферы (а), р-орбиталей – гантели ( b-d). Граничные поверхности d-орбиталей показаны на рис. e-i. Форма граничных поверхностей f-орбиталей сложнее, чем d-орбиталей.

Орбитальное квантовое число обозначает энергию электрона в пределах данного энергетического уровня n, или, иначе, энергию подуровня. Значит, на уровне энергии n могут быть разные подуровни энергии - 0, 1, 2, 3,… (n-1) или s, p, d, f и т.д., что имеет, как уже говорилось, тот же смысл, что и цифры.