Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elementy mechaniki kwantowej w ujęciu jakościowym.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elementy mechaniki kwantowej w ujęciu jakościowym."— Zapis prezentacji:

1 Elementy mechaniki kwantowej w ujęciu jakościowym

2 1. Hipoteza Broglie`a W 1924r Louis Victor de Broglie przyjął postulat, że poruszający się elektron jako cząsteczka materialna ma również właściwości falowe, W 1924r Louis Victor de Broglie przyjął postulat, że poruszający się elektron jako cząsteczka materialna ma również właściwości falowe, Powyższy postulat został potwierdzony w latach , kiedy sformułowano nową teorię mechaniki kwantowej (mechaniki falowej), Powyższy postulat został potwierdzony w latach , kiedy sformułowano nową teorię mechaniki kwantowej (mechaniki falowej), Teoria umożliwiła poprawne i ilościowe opisanie właściwości cząsteczki (Max Karl Ernest Planck, Arnold Sommerfeld, Erwin Schrodinger, Wener Karl Heisenberg, Wolfgang Pauli, Max Born). Teoria umożliwiła poprawne i ilościowe opisanie właściwości cząsteczki (Max Karl Ernest Planck, Arnold Sommerfeld, Erwin Schrodinger, Wener Karl Heisenberg, Wolfgang Pauli, Max Born).

3 2. Zasada nieoznaczoności Heisenberga Zgodnie z kwantowo-mechanicznym opisem atomu, nie można wyobrazić sobie elektronu w stanie stacjonarnym jako sztywnej kulki-punktu krążącego po ustalonej orbicie wokół jądra, Zgodnie z kwantowo-mechanicznym opisem atomu, nie można wyobrazić sobie elektronu w stanie stacjonarnym jako sztywnej kulki-punktu krążącego po ustalonej orbicie wokół jądra, Nie jest możliwe jednoczesne dokładne wyznaczenie położenia i pędu elektronu (to jest podanie toru i gdzie znajduje się w danym momencie), Nie jest możliwe jednoczesne dokładne wyznaczenie położenia i pędu elektronu (to jest podanie toru i gdzie znajduje się w danym momencie),

4 Cd Zasada nieoznaczoności Heisenberga mówi, że można rozpatrywać tylko prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w określonym czasie w dowolnym punkcie przestrzeni wokół jądra (w tzw. w chmurze elektronowej, Zasada nieoznaczoności Heisenberga mówi, że można rozpatrywać tylko prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w określonym czasie w dowolnym punkcie przestrzeni wokół jądra (w tzw. w chmurze elektronowej, Chmura elektronowa nie ma wyraźnej granicy zewnętrznej, z tym że im dalej od jądra tym mniejsze prawdopodobieństwo znalezienia elektronu. Chmura elektronowa nie ma wyraźnej granicy zewnętrznej, z tym że im dalej od jądra tym mniejsze prawdopodobieństwo znalezienia elektronu.

5

6 3. Orbital atomowy – poziom orbitalny Stan elektronu w atomie opisuje funkcja falowa Ψ (psi) zwana orbitalem atomowym (poziomem orbitalnym), Stan elektronu w atomie opisuje funkcja falowa Ψ (psi) zwana orbitalem atomowym (poziomem orbitalnym), Kwadrat funkcji psi (Ψ 2 ) podaje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w danym obszarze przestrzeni wokół jądra – orbital atomowy (określona przestrzeń wokół jądra w której to prawdopodobieństwo wynosi 90%), Kwadrat funkcji psi (Ψ 2 ) podaje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w danym obszarze przestrzeni wokół jądra – orbital atomowy (określona przestrzeń wokół jądra w której to prawdopodobieństwo wynosi 90%), orbitale odpowiadają określonym stanom energetycznym elektronów w atomie a to oznacza, że elektrony nie mogą przyjmować dowolnej energii – energia elektronów jest skwantowana orbitale odpowiadają określonym stanom energetycznym elektronów w atomie a to oznacza, że elektrony nie mogą przyjmować dowolnej energii – energia elektronów jest skwantowana

7 Cd Geometryczny kształt orbitali wskazuje na przestrzenny rozkład prawdopodobieństwa znalezienie elektronu opisanego danym orbitalem, Geometryczny kształt orbitali wskazuje na przestrzenny rozkład prawdopodobieństwa znalezienie elektronu opisanego danym orbitalem, Kontur orbitalu (powierzchnia ograniczająca przestrzeń) ogranicza przestrzeń w której prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest największe, Kontur orbitalu (powierzchnia ograniczająca przestrzeń) ogranicza przestrzeń w której prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest największe,

8 Cd Najniższemu poziomowi energetycznemu odpowiada obrbital s – kulisty, wyższemu poziomowi energetycznemu odpowiada orbital p – klepsydra, kolejne poziomy energetyczne to: d i f, Najniższemu poziomowi energetycznemu odpowiada obrbital s – kulisty, wyższemu poziomowi energetycznemu odpowiada orbital p – klepsydra, kolejne poziomy energetyczne to: d i f,

9

10

11 4. Liczby kwantowe a) Główna liczba kwantowa – n

12 Główna liczba kwantowa - n Określa energię elektronu w atomie i przyjmuje wartości licz naturalnych n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,... Określa energię elektronu w atomie i przyjmuje wartości licz naturalnych n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,... Stany kwantowe o takiej samej wartości głównej liczby kwantowej n tworzą powłokę elektronową odpowiednio n=1 > K, n=2 > L, n=3 > M, n=4 > N, n=5 > O, n=6 >P, n=7 > Q, Stany kwantowe o takiej samej wartości głównej liczby kwantowej n tworzą powłokę elektronową odpowiednio n=1 > K, n=2 > L, n=3 > M, n=4 > N, n=5 > O, n=6 >P, n=7 > Q, Liczbę stanów kwantowych równą liczbie elektronów, które mogą zapełniać daną powłokę oblicza się z wyrażenia 2n 2 Liczbę stanów kwantowych równą liczbie elektronów, które mogą zapełniać daną powłokę oblicza się z wyrażenia 2n 2

13 Liczby kwantowe cd Poboczna liczba kwantowa – l (orbitalna liczba kwantowa – l)

14 Poboczna (orbitalna) liczba kwantowa l Rozróżnia stany energetyczne elektronów w tej samej powłoce i charakteryzuje symetrię podpowłok elektronowych (orbitali), Rozróżnia stany energetyczne elektronów w tej samej powłoce i charakteryzuje symetrię podpowłok elektronowych (orbitali), l przybiera wartości liczb całkowitych 0 l n-1 l przybiera wartości liczb całkowitych 0 l n-1 - Dla n =1, l=0, dla n =2, l= 0,1 - dla n =3, l= 0,1,2 dla n =4, l = 0,1,3,4 - l=0 (s), l=1(p), l=2(d) l=3(f)

15 Poboczna liczba kwantowa - l - Stany kwantowe o tej samej wartości liczby n i tej samej liczby l tworzą podpowłokę eletronową – orbital, Maksymalną liczbę stanów kwantowych – liczbę elektronów w danej podpowłoce oblicz się z wyrażenia: Maksymalną liczbę stanów kwantowych – liczbę elektronów w danej podpowłoce oblicz się z wyrażenia: 4·l + 2 4·l + 2

16 Liczby kwantowe Główna liczba kwantowa n Powłoka Orbitalna liczba kwantowa l Podpowło- ka n = 1 Kl=0s n = 2 Ll=0s l=1p n=3Ml=0s l=1p l=2d

17 c) Liczby kwantowe Magnetyczna liczba kwantowa - m

18 Magnetyczna liczba kwantowa – m Określa liczbę poziomów orbitalnych związaną z ułożeniem się orbitali pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. Określa liczbę poziomów orbitalnych związaną z ułożeniem się orbitali pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. m przyjmuje wartości liczb całkowitych m przyjmuje wartości liczb całkowitych - l m l - l m l

19 Liczby kwantowe Orbitalna liczba kwantowa (l)Popowłoka Magnetyczna liczba kwantowa (m) l=0s m = 0 l=1p m = -1, 0, 1 l=2d m = -2,-1, 0, 1, 2

20 Liczby kwantowe Magnetyczna spinowa liczba kwantowa m s

21 Związana jest z momentem pędu elektronu obracającego się wokół własnej osi, Związana jest z momentem pędu elektronu obracającego się wokół własnej osi, Przyjmuje dwie wartości + 1/2 i -1/2 Przyjmuje dwie wartości + 1/2 i -1/2

22 5. Zakaz Pauliego i reguła Hunda Jest to drugie prawo mechaniki kwantowej – w atomie nie mogą istnieć dwa elektrony o identycznym stanie kwantowym, tzn. o tych samych wartościach czterech przypisanych im liczb kwantowych (n, l, m, m s ), muszą różnić się przynajmniej jedną z tych liczb. Jest to drugie prawo mechaniki kwantowej – w atomie nie mogą istnieć dwa elektrony o identycznym stanie kwantowym, tzn. o tych samych wartościach czterech przypisanych im liczb kwantowych (n, l, m, m s ), muszą różnić się przynajmniej jedną z tych liczb. Reguła Hunda – atom w stanie podstawowym ma maksymalną ilość elektronów niesparowanych Reguła Hunda – atom w stanie podstawowym ma maksymalną ilość elektronów niesparowanych

23 Liczba stanów kwantowych dla n=1 Podpwłoka n l m m s n l m m s Liczba e - w podpowłoce Liczba e - w powłoce K 1s / /2

24 Liczba stanów kwantowych dla n = 2 Gdy n=2: to Gdy n=2: to l=0 (podpowłoka – orbital s); m=0; m s =+1/2, -1/2 l=0 (podpowłoka – orbital s); m=0; m s =+1/2, -1/2 l=1 (podpowłoka – orbital p); m=1, 0, -1; m s = +1 /2, -1/2 l=1 (podpowłoka – orbital p); m=1, 0, -1; m s = +1 /2, -1/2

25 Liczba stanów kwantowych dla n = 2 cd. Podpowło ka nlm msmsmsms liczba e - w podpowłoce Liczba e - w powłoce L 2s200+1/ /2 2p21+1/ / / / / /2

26 Liczba stanów kwantowych dla n = 3 Gdy n = 3, to: Gdy n = 3, to: l=0 (podpowłoka – orbital s); m=0; m s =+1/2, l=0 (podpowłoka – orbital s); m=0; m s =+1/2, -1/2 -1/2 l=1 (podpowłoka – orbital p); m=-1, 0, 1; m s =+1/2, -1/2 l=1 (podpowłoka – orbital p); m=-1, 0, 1; m s =+1/2, -1/2 l=2 (podpowłoka – orbital d); m=-2, -1, 0, 1, 2; m s = +1/2, -1/2 l=2 (podpowłoka – orbital d); m=-2, -1, 0, 1, 2; m s = +1/2, -1/2

27 Liczba stanów kwantowych dla n = 3 cd. Podpowło ka nlmms liczba e - w podpowłoce Liczba e - w powłoce M 3s300+1/ /2 3p31+1/ / / / / /2

28 Liczba stanów kwantowych dla n = 3 cd. podpowłkanlmms Liczba e - w podp. Liczba e- w powł. M 3d32-2+1/210przeniesienie z poprzedniego slajdu /2 32+1/2 32-1/ / / / / /2

29 Liczba stanów kwantowych cd Liczbę stanów kwantowych (liczbę elektronów) dla wyższych stanów energetycznych oblicza się podobnie dla n=4, n=5, n=6, n=7 (N 32, O 50, P 72, Q 98 ), Liczbę stanów kwantowych (liczbę elektronów) dla wyższych stanów energetycznych oblicza się podobnie dla n=4, n=5, n=6, n=7 (N 32, O 50, P 72, Q 98 ), Każdy orbital może opisywać tylko 2 elektrony o zbliżonej energii i przeciwnym spinie, Każdy orbital może opisywać tylko 2 elektrony o zbliżonej energii i przeciwnym spinie, Takie elektrony nazywamy elektronami sparowanymi, Takie elektrony nazywamy elektronami sparowanymi, Każda powłoka elektronowa może zwierać tylko jeden orbital typu s (s 2 ), trzy orbitale typu p (p 6 ), pięć orbitali typu d (d 10 ), siedem orbitali typu f (f 14 ). Każda powłoka elektronowa może zwierać tylko jeden orbital typu s (s 2 ), trzy orbitale typu p (p 6 ), pięć orbitali typu d (d 10 ), siedem orbitali typu f (f 14 ).


Pobierz ppt "Elementy mechaniki kwantowej w ujęciu jakościowym."

Podobne prezentacje


Reklamy Google