Часть полного текста документа:Принцип Паули Введение В 1925 г. Паули установил квантово - механический принцип (принцип запрета Паули). В любом атоме не может быть двух электронов, находящихся в одинаковых стационарных состояниях, определяемых набором четырех квантовых чисел: n, , m, ms. Например, на энергетическом уровне может находиться не более двух электронов, но с противоположным направлением спинов. Принцип Паули дал возможность теоретически обосновать периодическую систему элементов Менделеева, создать квантовые статистики, современную теорию твердых тел и др. Принцип Паули Состояние каждого электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами: 1. Главное квантовое число n (n = 1, 2 ...). 2. Орбитальное (азимутальное) квантовое число l (l = 0, 1, 2, ... n-1). 3. Магнитное квантовое число m (m = 0, +/-1, +/-2, +/-... +/-l). 4. Спиновое квантовое число ms (ms = +/-1/2 ). Для одного фиксированного значения главного квантового числа n существует 2n2 различных квантовых состояний электрона. Один из законов квантовой механики, называемый принципом Паули, утверждает: В одном и том же атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковым набором квантовых чисел, (т.е. не может быть двух электронов в одинаковом состоянии). Принцип Паули дает объяснение периодической повторяемости свойств атома, т.е. периодической системе элементов Менделеева. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева В 1869 г. Менделеев открыл периодический закон изменения химических и физических свойств элементов. Он ввел понятие о порядковом номере элемента и получил полную периодичность в изменении химических свойств элементов. При этом часть клеток периодической системы осталась незаполненной, т.к. соответствующие им элементы были неизвестны к тому времени. В 1998 г. в России синтезирован изотоп 114-го элемента. Менделеев предсказал ряд новых элементов (скандий, германий и др.) и описал их химические свойства. Позднее эти элементы были открыты, что полностью подтвердило справедливость его теории. Даже удалось уточнить значения атомных масс и некоторые свойства элементов. Химические свойства атомов и ряд их физических свойств объясняются поведением внешних (валентных) электронов. Стационарные квантовые состояния электрона в атоме (молекуле) характеризуются набором 4-х квантовых чисел: главного (n), орбитального (l), магнитного (m) и магнитного спинового (ms). Каждое из них характеризует квантование: энергии (n), момента импульса (l), проекции момента импульса на направление внешнего магнитного поля (m) и проекции спина (ms). Согласно теории порядковый номер химического элемента Z равен общему числу электронов в атоме. Если Z - число электронов в атоме, находящихся в состоянии, которое задается набором 4-х квантовых чисел n, l, m, ms, то Z(n, l, m, ms) = 0 или 1. Если Z - число электронов в атоме, находящихся в состояниях, определяемых набором 3-х квантовых чисел n, l, m, то Z(n, l, m)=2. Такие электроны отличаются ориентацией спинов. Если Z - число электронов в атоме, находящихся в состояниях, определяемых 2-мя квантовыми числами n, l,то Z(n, l)=2(2l+1). Если Z - число электронов в атоме, которые находятся в состояниях, определяемых значением главного квантового числа n, то Z(n)=2n2. Электроны в атоме, занимающие совокупность состояний с одинаковыми значениями главного квантового числа n, образуют электронный слой: при n=1 К - слой; при n=2 L - слой; при n=3 М - слой; при n=4 N - слой; при n=5 О - слой и т.д. В каждом электронном слое атома все электроны распределены по оболочкам. ............ |