Kiek Elektronų Telpa Atomo Sluoksniuose?

Norint suprasti, kiek elektronų telpa atomo sluoksniuose, būtina išnagrinėti atomo sandarą ir kvantinę teoriją. Atomai molekulėje į patvarią daugiaatomę sistemą siejami atomų sąveika, kuri dar vadinama cheminiu ryšiu. Molekulė - mažiausia medžiagos dalelė, turinti esmines tos medžiagos chemines savybes. Ji susideda iš tokių pat ar skirtingų atomų.

Atomams susijungus į molekulę, jos optinis spektras labai skiriasi nuo atominio spektro, o būdingasis Rentgeno spektras nepakinta. Vadinasi tarpatominę sąveiką molekulėse lemia atomų valentiniai elektronai.

Molekuliniai spektrai

Elektromagnetiniai absorbcijos, emisijos ar kombinacinio išsklaidymo spektrai, susidarantys dėl kvantinių šuolių tarp laisvosios ar silpnai su kitomis sąveikaujančios molekulės energijos lygmenų, vadinami molekuliniais. Norint nustatyti šių spektrų dėsningumus, reikia žinoti molekulės energijos išraišką. Atome elektrono būseną nusako 4 kvantiniai skaičiai. Molekulė gali judėti sudėtingiau už pavienį atomą: ji gali suktis arba atomai molekulėje gali virpėti. Molekulės būsenai nusakyti reikia daugiau ir kvantinių skaičių negu atomo būsenai nusakyti.

Laisvosios molekulės energija W susideda iš tokių dėmenų: jos masės centro slenkamojo judėjimo energijos Ws, molekulę sudarančių atomų branduolių energijos Wb, elektronų judėjimo ir sąveikos energijos We atome, molekulės kaip visumos sukamojo judėjimo energijos Wr ir molekulę sudarančių atomų branduolių virpėjimo apie jų pusiausvyros padėtį energijos Wv. Pilnutinė energija W=Ws+Wb+We+Wv+Wr.

Molekulės kaip ir šiaip laisvosios dalelės slenkamojo judėjimo energija Ws yra nekvantuota ir ji spektrams įtakos neturi. Pastebimos įtakos molekuliniams spektrams neturi ir branduolių energija Wb, todėl į šiuos dydžius nekreipiame dėmesio.

Mokulę laikykime absoliučiai standžia ir besisukančia apie atomus jungiančiai tiesei statmeną ašį, kuri eina pro molekulės masių centrą. Šios ašies atžvilgiu molekulės inercijos momentą pažymėkime Iz. Čia L - molekulės rotacijos judesio kiekio momentas. (J=0, 1, 2, .) Jis vadinamas rotaciniu kvantiniu skaičiumi.

Nuo molekulės sandaros priklausantis ir energijos vienetais matuojamas dydis B vadinamas molekulės rotacijos konstanta. Jis yra 10-5-10-3eV eilės. Iš judesio kiekio momento tvermės dėsnio galimi tik šuoliai į gretimą rotacinės energijos lygmenį. Ryšys tarp atomų molekulėje yra tamprusis. r-r0, atsiranda link pusiausvyros padėties nukreipta kvazitamprioji jėga - dėl to kiekvieno atomo branduolys virpa apie savo pusiausvyros padėtį (r=r0). Jeigu virpesių amplitudė palyginti su r0 yra labai maža, tai jie yra harmoniniai ir jiems tinka harmoniniai osciliatoriaus dėsningumai.

(v=0, 1, 2, ..); v-vibracinis kvantinis skaičius, 0 - nuo virpančios dalelės masės m ir sistemos kvazimetampriosios konstantos priklausantis virpėjimo dažnis. Šis skirtumas yra 10-2-10-1 eeV eilės. Esant dideliems vibraciniams kvantiniams skaičiams v, atomų sąveikos potencinė energija V(r) kinta ne parabolės dėsniu, vadinasi virpesiai yra anharmoniniai.

Molekulės elektronų lygmenys - tai atomo energijos lygmenys. Labiausiai ši energija priklauso nuo pagrindinio kvantinio skaičiaus n.

Gamtoje egzistuoja ir iš vienodų atomų sudarytos molekulės, pvz. H2, O2, N2. Valentinio rrysio susidaryma lemia spinu orientacija. Kai jie antilygiagretūs, tai atomams suartėjant, sistemos energija pastebimai mažėja ir susidaro cheminis ryšys. Tuomet persiklojant elektrono krūvio debesims, jų krūvio tankis erdvėje tarp branduolių labai padidėja.

Galima sakyti, kad kiekvienas elektronas vienu metu priklauso aabiem branduoliams. Šis ryšys tarp atiomų vadinamas valentiniu ar kovalentiniu. Kai elektronų sukiniai lygiagretūs, jų krūvio debesų tankis tarp atomų sumažėja, ir cheminis ryšys tarp atomų nesusidaro.

Kvantiniai skaičiai ir elektronų pasiskirstymas

Atome elektrono būseną apibūdina 4 kvantiniai skaičiai: pagrindinis kvantinis skaičius (n), orbitalinis kvantinis skaičius (l), magnetinis kvantinis skaičius (ml) ir sukinio kvantinis skaičius (ms). Pagrindinis kvantinis skaičius (n) nurodo energijos lygmenį arba sluoksnį, kuriame yra elektronas. Kiekvienas sluoksnis gali talpinti ribotą skaičių elektronų, kuris apskaičiuojamas pagal formulę 2n².

Elektronų pasiskirstymas sluoksniuose:

Sluoksninis branduolio modelis remiasi viendaleliniu modeliu. elektronai atome, išsidestę sluoksniais ir posluoksniais. stabilios ju busenos.

Šie skaičiai vadinami magiškaisiais: 126 , 82 , 50 , 28 , 20 , 8 , 2 . Magiškaisiais vadinami ir tokie branduoliai.

Molekulėse kuriose sąveikaujantys atomai yra pavirtę priešingo ženklo krūvį turinčiais jonais, vadinamos jjoninėmis. Tarpatominis ryšys, pasireiškiantis šių jonų elektrostatine trauka, vadinamas, joniniu. Darbas, kurį reikia atlikti norint išstumti šį elektroną iš atomo, vadinamas jonizacijos energija ir lygus apie 5,1 eV. Išsiskyręs energijos kiekis vadinamas elektroninio giminingumo energija. Išardant molekulę, reikia atlikti darbą A=Vd. Joninis ryšys gali susidaryti tik tarp atomų, kurių elektronų išorinio sluoksnio s ir p posluoksniai labai skirtingai užpildyti elektronais.

Kai kuriuose metaluose pasiekus l. mazas temperaturas, metalu laidumas pasidaro l. Didelis- superlaidumas. Jis aiskinamas elektroniniu poru susidarymu.

Atomo sandaros schema

tags: #kiek #elektronu #gali #but #sluoksniuose