Zakaz Pauliego Atomy wieloelektronowe Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii I GiG mgr, Grupa 3 Andrzej Leśniewski Łukasz Łuszczyński Kraków, 13.05.2015 r. www.agh.edu.pl

Plan prezentacji Atomy wieloelektronowe Liczby kwantowe Zakaz Pauliego Zasada rozbudowy powłok elektronowych Energia jonizacji atomów Zakaz Pauliego a układ okresowy pierwiastków Podsumowanie Bibliografia, netografia

1. Atomy wieloelektronowe Co się dzieje kiedy mamy więcej niż jeden elektron? He: jądro o ładunku +2e i dwa elektrony, elektrony odpychają się wzajemnie Energia potencjalna i funkcja falowa są funkcjami położenia każdego elektronu: Ścisłe rozwiązanie równania Schrödingera jest niemożliwe Okazuje się, że można przybliżyć każde korzystając z funkcji falowej atomu wodoru.

2. Liczby kwantowe n – główna liczba kwantowa l – poboczna (orbitalna) liczba kwantowa ml – magnetyczna liczba kwantowa ms – magnetyczna spinowa liczba kwantowa

3. Zakaz Pauliego Elektrony w atomie muszą różnić się przynajmniej jedną liczbą kwantową - czyli w jednym stanie kwantowym, opisanym czterema liczbami kwantowymi, może znajdować się co najwyżej jeden elektron. Rys. 1. Wolfgang Pauli (1900-1958) [8]

4. Zasada rozbudowy powłok elektronowych zbiór wszystkich stanów kwantowych o tej samej wartości głównej liczby kwantowej n nosi nazwę powłoki elektronowej, dla atomów jednoelektronowych – energia elektronów we wszystkich stanach kwantowych należących do jednej powłoki ma tę samą wartość, dla atomów wieloelektronowych o wartości energii decydują dwie liczby kwantowe – n i l, liczba stanów kwantowych wynosi 2n2, Tab. 1. Oznaczenia powłok, liczba stanów kwantowych [6] Wartość n 1 2 3 4… Nazwa powłoki K L M N… Liczba stanów kwantowych 2n2 8 18 32…

Liczba stanów kwantowych - zbiór wszystkich stanów kwantowych o tej samej wartości głównej liczby kwantowej n i orbitalnej l liczby kwantowej nosi nazwę podpowłoki elektronowej, liczba stanów kwantowych w podpowłoce wynosi 2(2l+1) bez względu na wartość n, Tab. 2. Oznaczenia podpowłok, liczba stanów kwantowych [6] Wartość l 1 2 3… Symbol podpowłoki s p d f… Liczba stanów kwantowych 2(2l+1) 6 10 14…

Rys. 2. Wypełnianie powłok (reguła Kleczkowskiego) [7]

Rys. 3. Zależność wypełniania podpowłok wraz ze wzrostem energii [1]

Rys. 4. Atom wodoru a atomy wielolelektronowe [7]

Rys. 5. Konfiguracja elektronowa – przykłady [7]

5. Energia jonizacji atomów Dla atomu wodoru: W atomie He+ (wodoropodobnym): Czynnik Z2 jest związany z różnicą ładunku jądra W atomie helu: Czynnik Zef wynika z ekranowania jądra przez drugi elektron i odpychania się elektronów

6. Zakaz Pauliego a układ okresowy pierwiastków

7. Podsumowanie Fizyka kwantowa systematyzuje atomy poprzez podanie ich konfiguracji elektronowej W atomach wieloelektronowych energia elektronu w atomie zależy od wartości orbitalnej liczby kwantowej l, z powodu wpływu ekranującego działania pola pochodzącego od pozostałych elektronów Elektrony w atomie obsadzają najniższe dostępne poziomy energii

8. Bibliografia, netografia Z. Kąkol „Fizyka”, Kraków 2006-2011 J. Orear „Fizyka” tom II, Warszawa 1990 O. Oldenberg „Fizyka współczesna”, PWN, Warszawa 1970 M.J.Sienko „Chemia podstawy i zastosowania”, Warszawa 1980,1999 A.G.Whittaker „Chemia fizyczna”, PWN Warszawa 2004 Uniwersytet Śląski – wykłady – Atomy wieloelektronowe, przygotowanie prof. M.Szopa Prezentacja L.R. Jaroszewicz – Budowa atomów www.wikipedia.org

Dziękujemy za uwagę 