Cтраница 4
Это означает, что в плоскости, перпендикулярной оси z, распределение вероятности нахождения частицы совершенно симметрично. Напомним, что под осью z мы понимаем произвольно выбранное направление в пространстве, причем фиксирована проекция момента количества движения на это направление. [46]
Можно сказать, что проводится как бы пере-квантовывание по отношению к новой z - оси. Первый магнит и металлическая пластинка выделяют пучок, состоящий из атомов с определенным квантовым числом, определяющим проекцию момента количества движения на z - ось. Но при исследовании квантования этого пучка по отношению к z - оси установлено, что имеется определенная вероятность любых квантовых чисел. Вероятность того, что произвольно выбранный атом имеет какое-либо определенное квантовое число по отношению г - оси, зависит от угла а, определяющего взаимный наклон z - и z - осей. В частности, если а0, квантование вдоль г - оси представляет собой то же самое, что и квантование вдоль оси z, и пучок проходит неизмененным. Подобным же образом, если агг, пучок проходит неизмененным, но отклоняется в противоположном на-лравлении. Следует отметить, что определение проекции момента количества движения для 2-оси обычно оказывается недостаточным для ее точного определения для z оси, так как нужно помнить сказанное в предыдущей главе о том, что действительное направление орбиты в пространстве никоим образом не определяется полностью, если дано квантовое число, определяющее проекцию момента количества движения. [47]
Это привело к необходимости ввести еще одно квантовое число т, которое характеризует расположение орбиты в пространстве и указывает величину проекции момента количества движения электрона на некоторое выделенное ( например, магнитным полем) направление в пространстве. Квантовое число т называется магнитным квантовым числом. [48]
Это означает, что, если в качестве квантовых чисел мы выберем углы 6, ср, определяющие направление полета частицы, то квадрат 5-матрицы будет давать плотность вероятности обнаружить частицы летящими в данном направлении. Если же мы выберем квантовые числа /, т, то мы получим вероятность обнаружить частицы с данными величиной и проекцией момента количества движения. [49]
Очевидно, в многоэлектронном атоме - системе, состоящей из ядра и нескольких электронов, - должны выполняться законы сохранения полной энергии, полного момента количества движения и проекции момента количества движения на произвольную ось. По аналогии с теорией атома водорода можно ввести квантовые числа, определяющие значения сохраняющихся величин На первый взгляд кажется, что квантовые числа должны характеризовать всю систему в целом, так как ни энергия, ни момент количества движения отдельного электрона, вообще говоря, не сохраняются. [50]
Для определения числа электронов на различных оболочках полезно рассмотреть поведение атома в сильном магнитном поле, так как квантовое число j характерно не для единичного электрона, а для нескольких электронов. В сильном магнитном поле каждый электрон ориентируется так, что его собственная ось становится параллельной полю. Проекция момента количества движения в направлении поля равна Ь ( Л / 2п) или пгх ( п [ 2и), где tns - магнитное квантовое число, равное Ч 1f2 - Следовательно, в таком поле орбита электрона еще более ограничивается. Если компонент / в направлении поля обозначить через тг, то / и, должно лежать между - J - / и - /, имея поэтому 21 - - 1 возможных целочисленных значений. [51]
![]() |
Перекрывании л-типа.| Две а-связи между атомом кислорода и двумя атомами водорода в молекуле воды. [52] |
Электронное облако такой связи симметрично относительно узловой плоскости ху. Она образована электронами, у которых проекция момента количества движения на направление связи по абсолютной величине равна единице. Так как ориентация проекции момента имеет два значения ( 1), то каждый атом может образовать только две л-связи. [53]