С-оболочка

Cтраница 3

Его электрон - в основном состоянии находится на нижней орбите, поэтому его главное квантовое число л - I; мы говорим ( см. гл. V, § 2), что электрон находится на / С-оболочке. Отсюда по принципу запрета Паули следует, что они должны иметь разные компоненты спина. С-оболочке имеются места только для двух электронов. [31]

Эффект Оже первоначально был обнаружен в рентгеновской спектроскопии. При бомбардировке твердого образца быстрыми электронами возбуждаются, скажем, электроны / С-оболочки, а рентгеновские лучи, которые при этом испускаются, соответствуют переходам L-электронов на вакантные дырки. Процесс, конкурирующий с испусканием рентгеновских лучей, обусловлен эффектом Оже, поскольку возбуждение / ( - электронов может привести к автоионизации, и из атома образца вылетит другой электрон. Процесс ионизации, конкурируя с испусканием рентгеновских лучей, уменьшает их интенсивность. Однако эффект Оже может приносить не только вред, но и пользу. Измеряя энергии оже-электронов, можно определить энергетические уровни электронов в твердых телах, что и положено в основу метода оже-спектроскопии. [32]

На самом деле захвата электрона ядром, разумеется, не происходит. Превращение протона в нейтрон в ядре сопровождается одновременным исчезновением электрона на / С-оболочке. Период полураспада этого процесса составляет 53 6 дня. Всего известно свыше 200 изотопов ( от 4Ве7 до i0iMda56), распадающихся путем е-захвата. [33]

Для отделения от атома внутренних электронов нужна гораздо большая энергия, быстро растущая с увеличением заряда атомного ядра. Переход электронов с L-обо-лочки и следующих за ней оболочек на свободное место в / С-оболочке приводит поэтому к испусканию больших квантов энергии с малой длиной волны, соответствующей рентгеновским лучам. [34]

В этой молекуле каждый атом приобретает аргоноидную структуру; поделенные пары электронов находятся в совместном владении и должны считаться принадлежащими каждому атому. Атом углерода с четырьмя поделенными парами электронов в / - оболочке и одной неподеленной парой в / С-оболочке приобретает структуру неона, а каждый атом водорода - структуру гелия. [35]

Если же энергетически разрешены оба конкурирующих процесса, то позитронный распад для легких и средних ядер обычно преобладает над электронным захватом и часто практически полностью его подавляет. Дело в том, что электронный захват сильно затруднен тем, что электрон даже из ближайшей к ядру / С-оболочки с очень малой вероятностью может находиться внутри ядра. [36]

Схематическое [ IMAGE ] Схема распада 119Те. [37]

Электронный захват так же, как и р1 - распад, наблюдается при избыточном числе протонов в ядре. Если энергия ядра недостаточна для излучения позитрона, то оно может захватить периферический электрон атома, обычно с внутренней / С-оболочки. [38]

Изучение расположения электронов в перекиси водорода открывает больше возможностей для правильного выяснения ее структуры. Кислородный атом состоит из ядра и восьми электронов, расположенных в двух оболочках, из которых первая, или / С-оболочка, содержит два электрона, а вторая, или L-оболочка ( валентная оболочка) - шесть электронов. Водородный атом также состоит из ядра и одного-единственного электрона в / С-оболочке. [39]

Этот третий электрон частично экранируется от воздействия ядра с зарядом 3 двумя электронами, находящимися на ff - оболоч-ке. Результирующий заряд, притягивающий третий электрон к ядру, равен не точно 1, потому что пространственное распределение этого электрона вблизи ядра позволяет ему располагаться ближе к ядру, чем это позволяет электронам / С-оболочки их пространственное распределение. Другими словами, электрон второго энергетического уровня способен частично проникать под электронное облако более низкого энергетического уровня. Величина эффекта проникновения зависит от типа орбитали, занимаемой электроном. Элек-трон, обладающий меньшим угловым моментом и движущийся более прямолинейно, проникает под внутреннее электронное облако более эффективно, чем р-электрон. Поэтому он притягивается к ядру большим результирующим зарядом и имеет более низкую энергию. Вследствие этого третий электрон лития занимает не произвольную орбиталь второго энергетического уровня, а оказывается на 2з - орбитали, обладающей меньшей энергией, чем 2р - орбитали. [40]

Совершенно точные суждения можно извлечь из любых свойств симметрии, которыми должна обладать волновая функция в силу симметрии, присущей соответствующей задаче. Наиболее важное из этих свойств симметрии состоит в полной эквивалентности электронов и следующей отсюда неразличимости их; волновая функция должна быть, конечно, одинаковой в случаях, когда, скажем, первый электрон находится на / С-оболочке, а второй - на L-оболочке и когда, наоборот, второй находится на Х - оболочке, а первый - на L-оболочке. Это ведет к общим правилам расположения термов в атомах с несколькими валентными электронами. [41]

Поскольку орбиты возникающие пз ls - электронов, всегда дают только конфигурацию ( Isa9) - ( 2 pa) и перекрывание ls - орбит невелико, можно полагать, что и в молекулах они сходны с / С-оболочками разделенных атомов. Поэтому более рационально обозначать эти четыре электрона символом КК. Они мало влияют на энергию, вызывая лишь отталкивание при сильном сближении ядер. При рассмотрении этих молекул более рационально также использовать терминологию модели разделенных атомов, поскольку ядра находятся довольно далеко одно от другого. [42]

Отличие состоит в том, что величина Z2, входящая в сериальные формулы для водородоподобных систем, уменьшена на величину о 1, называемую постоянной экранирования. Смысл постоянной экранирования заключается в том, что в тяжелом атоме, содержащем Z электронов, на электрон, совершающий переход, соответствующий линии /, действует не весь заряд ядра Ze, а заряд ( Z-1) е, ослабленный экранирующим действием одного электрона, остающегося в / С-оболочке. [43]

Легко видеть, что цепочка начинается с молекулы Li. Эта молекула сходна с молекулой Н2: два атома лития связаны один с другим посредством пары валентных электронов, для образования которой каждый атом предоставляет по одному электрону. Электроны / С-оболочки и в молекуле Li2 не могут выступать в качестве валентных электронов, так как их возбуждение в валентное состояние потребовало бы слишком большой энергии. [44]

Электронная структура атомарного кислорода представлена на рис. 52 а. Точки на рисунке обозначают не положения электронов, а только число их на определенной орбите. Вышеупомянутая / С-оболочка содержит два электрона в так называемой ls - орбите. Эта орбита ( так же как и все s - орбиты) сферически симметрична в отношении ядра. Уровень энергии 25-србиты заметно ниже уровня равноэнергетических р-орбит. Поэтому уровень 2s заполнен двумя электронами, тогда как остальные четыре могут быть распределены между 2р - орбитами. Эти четыре электрона распределены таким образом: два находятся в одной р-ор-бите и по одному в каждой из остальных р-орбит. Изложенное выше является упрощенным описанием подробной электронной структуры нейтрального атома кислорода в его основном или наинизшем энергетическом состоянии. Возможность вхождения электрона в каждую из двух не полностью занятых 2р - орбит, например путем деления электрона или перекрывания орбиты другого атома, создает возможность образования химической связи. Нейтральный атом водорода описывается просто как ядро, окруженное Is-орбитой, содержащей один электрон. [45]

Страницы: 1 2 3 4