|
Pauli prinsipi va elektronlarni murakkab atomlarda holatlar bo`yicha taqsimlanishi. Kvant sonlari
|
| bet | 9/9 | | Sana | 30.11.2022 | | Hajmi | 0.74 Mb. | | #32458 |
Bog'liq Elektronlar difraksiyasi. Shredinger tenglamasi Best places for travel9.Pauli prinsipi va elektronlarni murakkab atomlarda holatlar bo`yicha taqsimlanishi. Kvant sonlari.
Atomlarning chiziqli spektrini o`rganish, atom ichiga "nazar solishga" imkon beradi deyish mumkin. Pauli ham atom spektrlarini o`rganib atomda ma`lum bir holatda n, , m, ms to`rtala kvant sonlari bir xil bo`lgan bittadan ortiq elektronni bo`lishi mumkin emas degan xulosaga keldi. Bu fizikada Paulining ta’kidlash prinsipi deb yuritiladi. Pauli prinsipiga yana boshqacha ta'rif berish mumkin: bir xil fermionlardan ikkitasi bir vaqtning o`zida ayni bir holatda bo`lishi mumkin emas.
Tabiatda holati faqat antisimmetrik to`lqin funksiya bilan ifodalanuvchi fermionlar juftini uchratish mumkin. Bundan, agar to`rtala kvant sonlaridan hech bo`lmaganda bittasi bilan, masalan, spin kvant sonlari bilan farq qilsa, bir holatda ikkita elektron bo`lishi mumkin degan xulosa kelib chiqadi. Paulining ta’qiqlash prinsipi shunday kuchli prinsipki, u xatto fizik sistemani o`z-o`zidan eng kichik energiyali xolatni olishga intilishidan ham ustun keladi.
Lekin bozonlar uchun Pauli prinsipi bajarilmaydi. Ayni bir holatda bir xil bozonlardan istagancha sonidagisi bo`lishi mumkin. Atomdagi elektronlarning energetik sathlar (holatlar) bo`yicha taqsimlanishi ham Pauli prinsipiga amal qiladi.
Pauli prinsipini atomdagi elektronlarga tadbiq qilib, quyidagicha ta'riflash mumkin. Atomda n, l, m, s kvant sonlar to`plami bilan ifodalanuvchi ixtiyoriy energetik sathda bittadan ortiq elektronni bo`lishi mumkin emas. Atomda bir energetik sathda ikkita elektron bo`lsa, ular qarama-qarshi spinga ega bo`lishi kerak. Atomda ayni bir n bosh kvant soni uchun bo`lishi mumkin bo`lgan energetik sathlarining umumiy sonini hisoblaylik. Agar n va l larning qiymatlari o`zgarmasdan m va s lari bilan farqlanuvchi sathlar sonini topish kerak bo`lsa, har bir n va m ning 2l+1 ruxsat etilgan qiymati bor. Demak, n va s larning aynan to`plami (2l+1) sathdan iborat. Nihoyat, ayni n uchun l, m va s lari bilan farqlanuvchi sathlar sonini topaylik. Ayni n uchun l ning qiymatlari O dan (n–1) gacha bo`lgan butun sonlarni olishi mumkin. Shuning uchun asosiy kvant soni n ning ayni bir qiymati bilan ifodalanuvchi sathlar soni (arifmetik progressiya hadlarining yig`indisi formulasiga asosan) bo`ladi.
Sathlar soni ham elektronlar soniga teng bo`ladi. 8.2-jadvalda n=1; n=2 va n=3 bo`lgan energetik pog`onalar tasvirlangan. n=1 bo`lgan pog`onalar soni 2 ta, n=2 bo`lgandagi elektronlar soni 8 ta, n=3 bo`lsa, elektronlar soni 18 ga teng. Masalan; vodorod atomida n=1 bo`lgan ikkala pog`onalar bir xil energiyaga ega yoki n=2 bo`lgan sakkizta elektronning hammasi aynan bir xil energiyaga ega bo`ladi. Lekin ko`p elektronli atomlarda o`zaro ta`sir tufayli atomdagi energetik pog`onalarning energiyalari boshqa kvant sonlariga ham bog`liq bo`lib qoladi.
n
|
|
m
|
S
|
1
|
0(1s)
|
0
|
1/2
|
|
|
+1
|
1/2
|
2
|
1(2р)
|
0
|
1/2
|
|
|
-1
|
1/2
|
|
0(2s)
|
0
|
1/2
|
|
|
+2
|
1/2
|
|
|
+1
|
1/2
|
|
2(3d)
|
0
|
1/2
|
|
|
-1
|
1/2
|
3
|
|
-2
|
1/2
|
|
|
+1
|
1/2
|
|
1(2р)
|
0
|
1/2
|
|
|
-1
|
1/2
|
|
0(3s)
|
0
|
1/2
|
Bosh kvant soni , n
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Qobiq belgisi
|
K
|
L
|
M
|
N
|
О
|
Qobiqdagi elektronlarning maksimal soni
|
2
|
8
|
18
|
32
|
50
|
Orbital kvant soni ,
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
2
|
0
|
1
|
2
|
3
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Qobiqchani belgisi
|
1s
|
2s
|
2p
|
3s
|
3p
|
3d
|
4s
|
4p
|
4d
|
4f
|
5s
|
5p
|
5d
|
5f
|
5g
|
Qobiqchadagi elektronlarning maksimal soni
|
2
|
2
|
6
|
2
|
6
|
10
|
2
|
6
|
10
|
14
|
2
|
6
|
10
|
14
|
18
| Ko`p elektronli atomlarda ayni bir bosh kvant soni n ga to`g`ri kelgan elektronlar to`plami elektron qobiqni hosil qiladi. Har bir qobiq kvant soniga mos holda qobiqchalarga bo`linadi. Ma`lum ki, orbital kvant soni , 0 dan n-1 gacha bo`lgan qiymatni qabul qilgani uchun qobiqdagi qobiqchalarni soni n tartibida bo`ladi. qobiqlarni belgilanishi va elektronlarni qobiq va qobiqchalarda taqsimlanishi jadvalda ko`rsatilgan.
|
| |
