Cтраница 4
По существу, принцип Паули утверждает, что в каждом энергетическом состоянии атома может находиться только один электрон. Если состояние, отвечающее тому или иному набору значений всех четырех квантовых чисел, не вырождено, то каждая определенная комбинация этих чисел определит новое энергетическое состояние и в каждом из этих состояний может находиться только один электрон. Так, ключ к электронному строению атомов, а отсюда и к свойствам элементов был найден в четырех квантовых числах и их ограничении принципом исключения Паули. [46]
По существу, принцип Паули утверждает, что в каждом энергетическом состоянии атома может находиться только один электрон. Если состояние, отвечающее тому или иному набору значений всех четырех квантовых чисел, не вырождено, то каждая определенная комбинация этих чисел определит новое энергетическое состояние и в каждом из этих состояний может находиться только один электрон. [47]
Каждый член этой разности, выраженный в волновых числах, характеризует собой энергетическое состояние атома или энергетический уровень. [48]
При образовании сплавов типа твердого раствора или химического соединения происходит изменение энергетического состояния атомов в металле по сравнению с их энергетическим состоянием в индивидуальных кристаллических решетках металлов или в кристаллических решетках сплавов типа механической смеси. [49]
Ранее мы уже убедились, что спектральные данные помогают разобраться в энергетических состояниях атомов. На основании этих данных можно определить энергетические уровни для различных электронных состояний атомов и понять характер атомных орбиталей, на каждой из которых размещаются не более двух электронов с определенной энергией. Такие представления позволяют дать качественное объяснение экспериментальных данных о свойствах атомов. Возможно, спектры поглощения молекул могут дать подобные сведения об их вращательных и колебательных энергиях. Но в какой области спектра следует пытаться найти нужную для этого информацию. Этот вопрос обсуждается в гл. [50]
В двух предыдущих параграфах были рассмотрены приближенные методы вычисления волновых функций и энергетических состояний атомов периодической системы элементов Менделеева. Основным результатом этих методов расчета было доказательство того, что в атомах можно приближенно говорить о движении отдельных электронов, на которые действует поле ядра и самосогласованное поле остальных электронов. Этот результат позволяет исследовать качественные закономерности строения атомов на основе простых и элементарных рассуждений. В частности, удается объяснить природу периодичности изменения свойств, обнаруживаемую в ряду элементов, расположенных в порядке увеличения атомного номера. [51]
Для атома водорода решение уравнения Шредингера дает вид волновой функции ф для каждого разрешенного энергетического состояния атома. Это и есть атомные ор-битали атома водорода. Этим квантовым числам может быть приписан следующий физический смысл. [52]
Квантовая механика и анализ спектров показывают, что заполнение квантовых ячеек, отвечающее низшему энергетическому состоянию атома, происходит следующим образом. При заполнении оболочки электроны сначала располагаются по ячейкам, отвечающим различным значениям магнитного квантового числа, и только после того как все ячейки в оболочке заполнены, при дальнейшем прибавлении электронов в ячейках появляется по два электрона с противоположно направленными спинами. Это важное положение носит название правила Хунда. [53]