Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ Οι κβαντικοί αριθμοί, n, l και m l προκύπτουν από τις λύσεις των εξισώσεων R, Θ και Φ, αντίστοιχα, ως συνέπεια των απαιτήσεων που.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ Οι κβαντικοί αριθμοί, n, l και m l προκύπτουν από τις λύσεις των εξισώσεων R, Θ και Φ, αντίστοιχα, ως συνέπεια των απαιτήσεων που."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1

2 ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ Οι κβαντικοί αριθμοί, n, l και m l προκύπτουν από τις λύσεις των εξισώσεων R, Θ και Φ, αντίστοιχα, ως συνέπεια των απαιτήσεων που πρέπει να ικανοποιούν οι κυματοσυναρτήσεις, ώστε να είναι παραδεκτές.

3 Ο κύριος κβαντικός αριθμός n, παίρνει ακέραιες τιμές 1, 2, 3 … . Καθορίζει το μέγεθος του ηλεκτρονιακού νέφους (ή τροχιακού). Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του n τόσο πιο απομακρυσμένο από τον πυρήνα είναι, κατά μέσο όρο, το ηλεκτρονιακό νέφος.

4 Ο δευτερεύων ή αζιμουθιακός ή τροχιακός κβαντικός αριθμός (l) Παίρνει τιμές ανάλογα με την τιμή που έχει ο n, δηλαδή, 0, 1, 2,…(n-1). Καθορίζει το σχήμα του ηλεκτρονιακού νέφους (τροχιακού).

5 Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός(m l ) Παίρνει τιμές ανάλογα με την τιμή του l και συγκεκριμένα παίρνει τις τιμές: -l, (-l+ 1), …, 0,…1, (l-1), +l. Καθορίζει τον προσανατολισμό του διανύσματος της τροχιακής στροφορμής του ηλεκτρονίου.

6 ΣΧΗΜΑ 2.42 Καθορισμός της φοράς του διανύσματος της τροχιακής στροφορμής του ηλεκτρονίου L.

7 n ---> στιβάδα1, 2, 3, 4,... l ---> υποστιβάδα0, 1, 2,... n - 1 m l ---> τροχιακό -l l m s ---> spin e+1/2 ή -1/2 n ---> στιβάδα1, 2, 3, 4,... l ---> υποστιβάδα0, 1, 2,... n - 1 m l ---> τροχιακό -l l m s ---> spin e+1/2 ή -1/2 Κβαντικοί αριθμοί

8 με βάση την κυματοσωματιδιακή αντίληψη, ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός m l καθορίζει τον προσανατολισμό του ηλεκτρονιακού νέφους σε σχέση με τους άξονες x, y, z. Σε κάθε τιμή του μαγνητικού κβαντικού αριθμού αντιστοιχεί και ένα τροχιακό.

9 Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός του spin (m s ) Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός του spin παίρνει τιμές +1/2 ή- 1/2, είναι δηλαδή ανεξάρτητος από τις τιμές των άλλων κβαντικών αριθμών.

10 ΣΧΗΜΑ 2.44: Πείραμα Stern-Gerlach για την απόδειξη του spin: Δέσμη ατόμων με μονήρες ηλεκτρόνιο (π.χ. αλκαλίων) περνά από μια λεπτή σχισμή και στη συνέχεια από μαγνητικό πεδίο, οπότε διαχωρίζεται σε δύο επιμέρους δέσμες. Η μια αντιστοιχεί σε άτομα με αριστερόστροφο spin ηλεκτρονίων και η άλλη σε δεξιόστροφο.

11 ΤΑ ΜΥΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΔΟΥΛΕΙΑΣ ΤΟΥ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ 1. Η κυματοσυνάρτηση Ψ Η κίνηση των υλικών δεν περιγράφεται μέσω τροχιάς, όπως γίνεται στην Κλασική Μηχανική, αλλά μέσω της κυματοσυνάρτησης Ψ, που εξαρτάται από τη θέση και το χρόνο. Οι πληροφορίες που αντλούμε από την Ψ έχουν στατιστικό χαρακτήρα. Δηλαδή, αυτό που βρίσκουμε από την Ψ είναι η πιθανότητα το τάδε φυσικό μέγεθος να έχει τη δείνα τιμή. Η πιθανότητα να βρεθεί ένα σωματίδιο κάπου, κάποια χρονική στιγμή εκφράζεται μέσω του  Ψ  2 και έχει δύο όρια: Το όριο 0 που αντιστοιχεί στη βεβαιότητα της απουσίας και το όριο 1 που αντιστοιχεί στη βεβαιότητα της παρουσίας.

12 Ατομικά τροχιακά s και p

13 ΣΧΗΜΑ 3.8: Γραφική παράσταση για τα τροχιακά s και p.

14 Σχηματική παρουσίαση του τροχιακού 2p z με οριακές επιφάνειες που περικλείουν το 99% του ηλεκτρονιακού νέφους. Σχηματική παρουσίαση του τροχιακού 2p z με οριακές επιφάνειες που περικλείουν το 99% του ηλεκτρονιακού νέφους.

15 Ατομικά τροχιακά 1s, 2s

16 Three dimensional depictions of electron distribution

17 Απεικόνιση Τροχιακών Τα τροχιακά ορίζουν περιοχές σε ένα καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων στην επιφάνεια των οποίων υπάρχει πιθανότητα, συνήθως 90%, να βρίσκεται ένα ηλεκτρόνιο. s ατομικά τροχιακά 1s 2s 3s 4s

18 Ατομικά τροχιακά 2p

19 p ατομικά τροχιακά Απεικόνιση Τροχιακών 2p x 2p y 2p z 3p x 3p y 3p z

20 Απεικόνιση Τροχιακών p ατομικά τροχιακά 4p x 4p y 4p z

21 Απεικόνιση Τροχιακών d ατομικά τροχιακά 3d xy 3d xz 3d yz 3d x2- y2 3d z2

22 Απεικόνιση Τροχιακών d ατομικά τροχιακά 4d xy 4d xz 4d yz 4d x2- y2 4d z2

23 Απεικόνιση Τροχιακών f ατομικά τροχιακά 4f zx2-y2 4f z3 4f yz2 4f y3x2-y 4f xz2 4f xyz 4f xx2-3y

24 Γραφική αναπαράσταση των 1s, 2s και 2p ατομικών τροχιακών.

25 This approach lets our brains wrap around the model in such a way that we can return to a 2- dimensional planetary-like model

26

27 Ενεργειακές στάθμες των τροχιακών του Η (αριστερά) και των πολυηλεκτρονιακών ατόμων Li, Na, K (δεξιά).

28 Το φαινόμενο αυτό όπου τροχιακό μικρότερου κύριου κβαντικού εμφανίζεται με μεγαλύτερη ενέργεια ονομάζεται ενεργειακή αναστροφή. E 4s Ε 3d, μετά τη συμπλήρωση των τροχιακών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα 3d ηλεκτρόνια στην περίπτωση αυτή έλκονται ισχυρότερα λόγω αντίστοιχης αύξησης του πυρηνικού φορτίου, ενώ τα 4s δεν αποτελούν μέρος των εσωτερικών ηλεκτρονίων, ώστε να προκαλέσουν θωράκιση. Ενεργειακές αναστροφές και αναστολή αυτών μετά τη συμπλήρωση των τροχιακών

29 Ηλεκτρονική Δομή Ατόμων Απαγορευτική Αρχή Pauli “ Δεν είναι δυνατό στο ίδιο άτομο να υπάρχουν δυο ηλεκτρόνια που να έχουν ίδιους και τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς τους (n, l, m l, m s )” Αρχή Ελάχιστης Ενέργειας “Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν πρώτα τα διαθέσιμα ατομικά τροχιακά χαμηλότερης ενέργειας και μετά, εφόσον υπάρχει περίσσεια ηλεκτρονίων, καταλαμβάνουν τροχιακά υψηλότερης ενέργειας δημιουργώντας μια δομή με τη μικρότερη δυνατή ενέργεια ” Αρχή Hund “Τα εκφυλισμένα τροχιακά (ισοδύναμης ενέργειας) καταλαμβάνονται πρώτα από μονήρη ηλεκτρόνια και εφόσον πλεονάζουν ηλεκτρόνια δημιουργούνται ζεύγη με αντιπαράλληλο spin ”

30 Η σταθερότητα συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων υποστιβάδων Την αρχή της μεγίστης σταθερότητας των συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων υποστιβάδων σύμφωνα με την οποία αυξημένη σταθερότητα επιδεικνύουν οι συμπληρωμένες και ημισυμπληρωμένες υποστιβάδες. Την αρχή της μεγίστης σταθερότητας των συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων υποστιβάδων σύμφωνα με την οποία αυξημένη σταθερότητα επιδεικνύουν οι συμπληρωμένες και ημισυμπληρωμένες υποστιβάδες. Cr: [Ar]3d 5 4s 1 και όχι [Ar]3d 4 4s 2 Cr: [Ar]3d 5 4s 1 και όχι [Ar]3d 4 4s 2 Cu: [Ar]3d 10 4s 1 και όχι [Ar]3d 9 4s 2 Cu: [Ar]3d 10 4s 1 και όχι [Ar]3d 9 4s 2

31

32 Συμβολισμός Τροχιακών Συμβολισμός τροχιακών 2p Δείχνει το κύριο ενεργειακό επίπεδο στο οποίο ανήκει το ατομικό τροχιακό και συμπίπτει με το κύριο κβαντικό αριθμό n Δείχνει το είδος του ατομικού τροχιακού (πχ s, p, d ή f) Διαίρεση κύριων ενεργειακών επιπέδων σε τροχιακά

33 Διάγραμμα αύξησης ενέργειας ατομικών τροχιακών ενέργεια 1s1s 2s2s 2p2p 3p3p 3s3s 4s4s 3d3d

34

35 Διαγώνιος κανώνας s s 3p 3d s 2p s 4p 4d 4f s 5p 5d 5f 5g? s 6p 6d 6f 6g? 6h? s 7p 7d 7f 7g? 7h? 7i? Σειρά που συμπληρώνονται οι υποστιβάδες.

36 Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση - συμβολισμός 2p 4 Ενεργειακό επίπεδο υποστιβάδα Αριθμός ηλεκτρονίων στην υποστιβάδα 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 … κλπ.

37

38

39 Li λίθιο ομάδα 1A Ατομικός αριθμός = 3 1s 2 2s 1 ---> 3 e

40

41

42 C άνθρακας ομάδα 4α Ατομικός αριθμός = 6 1s 2 2s 2 2p 2 ---> 6 e 6 e Το πρώτο στοιχείο που εφαρμόζεται ο κανόνας του HUND. Το τελευταίο e δεν μπαίνει στο ίδιο τροχιακό ώστε να έχουμε max άθροισμα του κβαντικού αριθμού των spin

43

44

45

46

47 δεύτερη περίοδος δεύτερη περίοδος.

48  3 η περίοδος

49 Τέταρτη περίοδος

50

51 Fourth row

52 Τέταρτη περίοδος

53 Κβαντικοί αριθμοί των πρώτων 11 e

54 Ηλεκτρονική διαμόρφωση ιόντων Τα ανιόντα σχηματίζονται με πρόσληψη 1 περισσότερων e- στην υψηλότερη υποστιβάδα του έχουν π.χ P [Ne] 3s 2 3p 3 + 3e- ---> P 3- [Ne] 3s 2 3p 6 or [Ar]

55 Ηλεκτρονική διαμόρφωση ιόντων Ποιο το ιόν του S? 16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 16e 16 S 2- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 18e

56 Cl σε Cl + 17e 16e 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

57 2. Or you can use the periodic chart.

58 Ηλεκτρόνια σθένους

59 “Η κβαντική θεωρία είναι η πιο πετυχημένη θεωρία σε όλη την ιστορία των επιστημών, όπου η εξερεύνηση του κόσμου των ατόμων ήταν η απαρχή τεράστιων εξελίξεων. Ωστόσο, κάθε αύξηση των γνώσεων μας και της δύναμης μας αυξάνει αυτομάτως την ευθύνη μας” Niels Bohr

60 ΟΙ ΜΕΓΑΛΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

61 ΟΙ ΜΕΓΑΛΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

62


Κατέβασμα ppt "ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ Οι κβαντικοί αριθμοί, n, l και m l προκύπτουν από τις λύσεις των εξισώσεων R, Θ και Φ, αντίστοιχα, ως συνέπεια των απαιτήσεων που."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google