Cтраница 4
Поэтому лантаноиды весьма похожи др; друга и на La, преим. Что касается актиноидов, то их хим. св-ва несравненно нообразнее ( в частности, степень окисления может Д ( гать 7 у Np, Ри и Am; у актиноидов с Z 96 пре, тельной становится степень окисления 3); эта особ еще не получила достаточно строгого объяснения. [46]
Так как возможность участия в электрическом токе положительных ионов исключается экспериментальным фактом отсутствия электролитического разложения в интересующих нас веществах, то при размышлении о природе положительной проводимости в электронных проводниках прежде всего приходит мысль о возможном участия в электрическом токе позитронов. Но такая гипотеза отпадает сразу, как только мы учтем, что в среде, содержащей электроны, позитроны нестабильны и что образование позитронов связано с затратой такой огромной энергии ( 1 мэв), которой неоткуда взяться в нсрадиоактивном материале; средняя теп-лоиая энергия атомои твердого тела при комнатной температуре составляет несколько сотых электронвольта, а увеличение энергии носителей тока во внешнем электрическом поле пе превосходит и сотой доли этой величины. Остается, следовательно, искать какое-то другое объяснение тому факту, что электронная проводимость может проявляться по-разному: то в виде простого и понятного из элементарных представлений движения отрицательно заряженных электронов, то в виде какого-то более сложного движения этих частиц, которое эквивалентно движению положительных зарядов, имеющих, как показывает опыт, примерно ту же массу, что и электроны, участвующие в отрицательной проводимости. Правильное и строгое объяснение этого парадоксального явления было найдено при теоретическом изучении поведения электронов в кристаллической решетке твердого тела. Суть этого объяснения связана с особыми волновыми свойствами электронов и с периодической структурой пристал личсской решетки. Строгое изучение этого вопроса проводится с помощью сложного математического аппарата современной волновой механики, не позволяющего изложить физическую сущность этого явления с помощью наглядных представлений классической физики. Однако правильная, но не строгая интерпретация экспериментального факта существования двух типов проводимости может быть проведена без использования трудного математического аппарата квантовой теории, на основании тех общих представлений о строении атомов, которые излагаются в общем курсе физики. [47]
С точки зрения квантовой механики стационарное состояние атома должно сохраняться как угодно долго, если нет внешних причин, вызывающих изменение энергии атома. Однако опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. Такое излучение, происходящее в отсутствие внешних причин, изменяющих энергию атома, называется самопроизвольным или спонтанным излучением. Для строгого объяснения спонтанных переходов атома из высших энергетических состояний в низшие недостаточно одних законов квантовой механики и приходится прибегать к квантовой электродинамике, в которой рассматриваются с общей точки зрения законы возникновения и исчезновения электромагнитного поля. Разумеется, в рамках нашего курса эти вопросы рассмотрены быть не могут. [48]
С точки зрения квантовой механики стационарное состояние атома должно сохраняться как угодно долго, если нет внешних причин, вызывающих изменение энергии атома. Однако опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. Такое излучение, происходящее в отсутствие внешних причин, изменяющих энергию атома, называется самопроизвольным, или спонтанным, излучением. Для строгого объяснения спонтанных переходов атома из высших энергетических состояний в низшие недостаточно одних законов квантовой механики и приходится прибегать к квантовой электродинамике, в которой рассматриваются с общей точки зрения законы возникновения и исчезновения электромагнитного поля. Разумеется, в рамках нашего курса эти вопросы рассмотрены быть не могут. [49]
Эти интегралы представлены на рис. В. Один из них можно интерпретировать как вклад в полную энергию притяжения / между электроном одного атома и ядром другого атома, второй интеграл описывает отталкивание / между электронными облаками обоих атомов. Анализ электронного распределения, описываемого волновой функцией а Ь2 a2bi, показывает, что в межъядерной области происходит значительное накопление электронной плотности ( на рис. В. Численные значения интегралов показывают, что наиболее важен вклад последнего слагаемого: согласно теории валентных связей, понижение энергии молекулы по сравнению с энергией изолированных атомов в основном обусловлено понижением потенциальной энергии электронов благодаря их накоплению в межъядерной области, где они могут притягиваться к обоим ядрам. Отметим, что строгое объяснение природы химической связи должно также принимать во внимание изменение кинетической энергии электронов при образовании связи и искажение атомных орбиталей вблизи ядер; см. разд. [50]