Zakaz Pauliego Atomy wieloelektronowe Fizyka współczesna - ćwiczenia Wykonał: Łukasz Nowak Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Górnictwo i Geologia Rok: I mgr Grupa: 3 Kraków, dn r.

Wolfgang Pauli ( ) Wolfgang Pauli [1]: fizyk austriacki, profesor w Zurychu, badał cząstki elementarne, sformułował zasadę wykluczenia znaną jako „Zakaz Pauliego” nagroda Nobla w fizyce 1945 Wolfgang Pauli ( ) [6]

Zakaz Pauliego (1925) W żadnym atomie nie może być dwóch elektronów w jednakowym stanie kwantowo - mechanicznym, tzn. dwóch elektronów, które miałyby te same wartości wszystkich czterech liczb kwantowych [1]. Prawdopodobieństwo znalezienia w układzie fermionów pary cząstek o jednakowych liczbach kwantowych jest równe zeru [2].

Fermiony i bozony [7]

* Przewidziany przez teorię grawiton posiada spin 2. Fermiony i bozony Fermiony i bozony[8,9]

Liczby kwantowe Liczba kwantowa Symbol Dozwolone wartości Odpowiada głównan1,2,3,… odległości od jądra orbitalnal0,1,2,…(n-1) orbitalnemu momentowi pędu magnetycznamlml 0,±1, ±2, ±3,.. ±l orbitalnemu momentowi pędu (składowa wzdłuż osi z) magnetyczna spinowa msms ±½spinowemu momentowi pędu (składowa wzdłuż osi z) Opracowanie własne na podstawie [4]

Przykłady n=1 (2 elektrony) (n, l, m l, m s ) (1,0,0,±½) n=3 (18 elektronów) (n, l, m l, m s ) (3,0,0,±½) (3,1,1,±½) (3,1,-1,±½) (3,2,2,±½) (3,2,1,±½) (3,2,0,±½) (3,2,-1,±½) (3,2,-2,±½) n=2 (8 elektronów) (n, l, m l, m s ) (2,0,0,±½) (2,1,1,±½) (2,1,0,±½)

Stany elektronowe atomu Stany elektronowe atomu [4]: Wszystkie stany o jednakowej głównej liczbie kwantowej n tworzą powłokę. Powłokę tworzy 2n 2 stanów kwantowych. Powłoki o n =1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oznaczamy kolejno literami K, L, M, N, O, P, Q Wszystkie stany o jednakowych wartościach liczb kwantowych n i l tworzą podpowłokę. Wszystkie stany tworzące podpowłokę mają niemal jednakową energię. Podpowłokę tworzy 2(2l+1) stanów kwantowych.

Konfiguracja elektronowa atomu Przy podawaniu konfiguracji elektronowej pierwiastka[3]: numer powłoki (n) piszemy cyfrą, natomiast podpowłoki (orbitale): l = 0, 1, 2, 3, oznaczmy literami s, p, d, f itd. wskaźnik górny przy symbolu podpowłoki określa liczbę znajdujących się w niej elektronów, wskaźnik dolny przy symbolu chemicznym pierwiastka określa wartość Z (liczba atomowa).

Względne energie orbitali atomowych w atomach wieloelektronowych Względne energie orbitali atomowych w atomach wieloelektronowych [1]

Kolejność zapełniania podpowłok (orbitali) Kolejność zapełniania podpowłok (orbitali) [3]

Rozmieszczenie elektronów w orbitalach atomów drugiego okresu Rozmieszczenie elektronów w orbitalach atomów drugiego okresu [1]

Energia jonizacji Energia jonizacji [4]

Energia jonizacji Energia jonizacji I oznacza energie niezbędną do oderwania elektronu atomu X w fazie gazowej [1]: X -> X + + eI=E(X + )-E(X)

Powinowactwo elektronowe Powinowactwo elektronowe A, oznacza energię wydzieloną w wyniku przyłączenia elektronu do atomu X w fazie gazowej [1]: X -> X - + eA=E(X)-E(X - )

Dymitr Mendelejew ( ) Dymitr Mendelejew [1]: chemik rosyjski profesor w St. Petersburgu od 1893 r. dyrektor urzędu miar i wag Odkrywca prawa okresowości w chemii (1869) „Większość własności pierwiastków chemicznych jest okresową funkcją liczby atomowej Z (liczba elektronów w atomie)”[5] Dymitr Mendelejew ( ) [10]

Układ okresowy pierwiastków Układ okresowy pierwiastków chemicznych [11]

Literatura [1] K. Pigoń, Z.Ruziewicz „Chemia fizyczna. Tom 2. Fizykochemia molekularna” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 [2] B. Jancewicz „Fizyka kwantowa. Wykład dla II/III roku fizyki”. Wyd. Wrocław, 2006 [3] Z. Kąkol „Fizyka”, Kraków [4] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker „Podstawy Fizyki. Tom 5”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014 [5] Notatki z wykładów prof. dr hab. inż. Andrzeja Baczmańskiego

Netografia [6] 70px-Pauli.jpg ttp:// [7] [8] [9] [10] [11] dn.net/files/d2f/c1422bf47aba2f15cfacd17cb9d76891.jpg