Периодическая система менделеева

Принцип Паули объясняет периодическую повторяемость свойств атома.

Период Элемент K-об L-об L-об M-об Пот. ион. Эл. кон Осн. терм
    1s 2s 2p 3s      
1H       13,6 1s 2S1/2
2He       24,6 1s2 1S0
3Li     5,4 1s22s 2S1/2
4Be     9,3   1S0
5B       2P1/2
6C       3P0
7N       4S3/2
8O       3P2
9F       2P1/2
10Ne   21,6   1S0
11Na 5,2   2S1/2

У следующих за Na элементов заполняются оболочки 3s и 3p.

|Y|2(4s)>|Y|2(3d)>|Y|2(4p)

1s2 2s22p5 3s23p6 4s23d104p6 5s24d105p6 6s24f145d106p6 7s25f14...

Сходство химических свойств элементов, относящихся к одной группе периодической системы Менделеева, объясняется повторяемостью электронных конфигураций во внешних оболочек.Внешние электронные конфигурации определяют не только химические, но и магнитные свойства атомов.В заполненном s-состоянии в соответствии с принципом Паули спины имеют противоположные ориентации и поэтому магнитные моменты спинов скомпенсированы.В заполненных p, d, f состояниях полностью скомпенсированы и орбитальные моменты, поэтому результирующие магнитные моменты равны нулю ¾ такие вещества диамагнетики.Атомы с нескомпенсированными орбитальными моментами обуславливают парамагнетизм, а с нескомпенсированными спиновыми моментами ¾ ферромагнетизм (в некотором интервале температур).Со структурой электронных оболочек связаны и другие свойства элементов: плотность, температура плавления, теплопроводность...

37. Электронный газ в одномерном случае. Энергия Ферми.

Рассмотрим свободный электронный газ в одномерной потенциальной яме. Уравнение Шрёдингера имеет вид ( периодическая система менделеева - student2.ru /2m) периодическая система менделеева - student2.ru Ψ(x)+ЕΨ(х)=0

Решение данного уравнения ищется в виде обычной волны Де Бройля

Ψ(х)=….

К²=2mE/ħ²=>E=ħ²K²/2mK=πn/ℓ ℓ-размер ямы

Электроны в проводниках , находятся в трёхмерной потенциальной яме, Ψ(x,y,z). Мы рассмотрим частный случай одномерную потенциальную яму Ψ(х), для которой уже ранее были определены значения К и Еn

Еn=(ħ²π²/2mℓ²)n² n=1,2,3

Рассмотрим потенциальную яму при Т=0 К Если энергетическое состояние задать 3-ой квантовых чисел, то в каждом таком состоянии могут находится 2 электрона с противоположно направленными спинами

Наивысший заполненный электронами уровень при 0⁰К называется уровнем Ферми (справедлив для проводников) Найдем ф-цию распределения электронов по состояниям

При повышении Т электрон получает энергию КТ и т.к. в проводниках электронные уровни располагаются очень близко друг к другу, электроны с уровней, находящихся вблизи уровня Ферми получают возможность за счет тепловой энергии, перейти на уровни лежащие выше уровня Ферми. Уровень Ферми – уровень, вероятность заполнения которого =½ Энергия соответствующая уровню Ферми, называется энергией Ферми Если в атоме N электронов, то кол-во заполненных уровней n=N/2

периодическая система менделеева - student2.ru =(ħ²π²)/2mℓ²(N/2)²

Наши рекомендации