Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok."— Előadás másolata:

1 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok

2 1.Kiindulás: klasszikus mechanikai modell megalkotása - +

3 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 2. Schrödinger-egyenlet felírása: Hamilton-operátor összeállítása E kin (elektron)E kin (proton) E pot (pr.-el. vonzás)

4 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 3. A Schrödinger-egyenlet megoldása Sajátértékek: E n Sajátfüggvények: n fő kvantumszám mellék-kvantumszám m mágneses kvantumszám

5 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 4. sajátfüggvények: más néven atompályák Az elektronsűrűséget jellemzik az n,, m kvantumszámokkal jellemzett állapotban

6 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 5. Az n,,m kvantumszámokkal jellemzett állapot jellemzői:  E n energia, E n = - konst. 1/n 2   n m atompálya (elektronsűrűség-eloszlás)  L imp. momentum absz. érték  L z imp. momentum z-komp. L z = m   M mág. momentum absz. érték  M z mág. momentum z-komp. M z = m  B

7 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 6. A mágneses momentum megnyilvánulása: mágneses térben a H-atom energiája: E nm = E n + V m, ahol

8 A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 7. Spin: Relativisztikus hatás következménye. Akkor is van imp. momentum és mágn. momentum, ha = 0, m = 0.  S imp. momentum absz. érték  S z imp. momentum z-komp. S z = s   M S mág. momentum absz. érték  mág. momentum z-komp.

9 4. A TÖBBELEKTRONOS ATOMOK SZERKEZETE

10 4.1 A többelektronos atomok Schrödinger-egyenlete

11 Klasszikus mechanikai modell Pozitív töltésű részecske (atommag), amely körül több negatív töltésű részecske (elektronok) mozog.

12 A Schrödinger-egyenlet általános formában

13 Többelektronos atomok Schrödinger-egyenlete Z : az atom töltése

14 Ezt a differenciál egyenletet nem lehet analitikusan megoldani, csak közelítő módszerrel (numerikusan).

15 A többelektronos atomok energiaszintjei Két közelítés:  Független részecske modell  Vektormodell

16 4.3. A független részecske-modell az elektronokat egymástól különválasztja minden elektron gömbszimmetrikus pályán mozog, amely a mag vonzásából és az elektronok taszításából tevődik össze (a többi elektron által leárnyékolt mag tere).

17 A többelektronos atom energiája az egyes atompályák elektronjai energiáinak összegeként adódik. Eredmény:

18 Atompálya jellemzi. Az energia csak n és függvénye. Atompályák energiájának sorrendje: E 1s

19 Felépítési elv („Aufbau”-principle) Az atomokat „felépítjük”, az atompályákra elektronokat helyezve. Alapállapotban a legkisebb energiájú atompályán 2 elektron, a következő atompályán 2 elektron stb. helyezkedik el.

20 Elektronkonfiguráció Az elektronok elhelyezkedése az atompályákon. Példa: alapállapotú foszfor: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

21 Elektronhéj Elektronok maximális száma: Magyarázat: Azonos n és kvantumszámú atompályák.

22 Zárt és nyílt konfiguráció Zárt: csak teljesen betöltött és üres héjak vannak az atomban. Példa: alapállapotú Ca 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Nyílt: van részlegesen betöltött héj. Példa: alapállapotú P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

23 Egy elektron kisebb energiájú pályáról nagyobb energiájú pályára lép. Kiválasztási szabály: Ionizáció: Egy elektron eltávolítása az egyik atompályáról. Elektrongerjesztés:

24 4.4. A vektormodell Figyelembe veszi a mozgó elektronok kölcsönhatását.

25 Mire utal a vektormodell név? A H-atom elektronjának imp. momentuma A több elektronos atomban az el.-ok imp. momentumainak vektori összege adható meg: L a csoport-mellékkvantumszám

26 Eredmény: Egyes konfigurációkhoz egy állapot tartozik Más konfigurációkhoz több állapot, eltérő energiával

27 Az állapotokat jellemző kvantumszámok n fő kvantumszám és az ún. csoport-kvantumszámok L csoport mellékkvantumszám S csoport spinkvantumszám J csoport belső kvantumszám M L, M S, M J csoport mágneses kvantumszámok

28 Az atomok energiája n-től nagyon, L -től, S-től közepesen, J-től kicsit függ. Mágneses térben M L, M S, M J – től is függ.

29 Az állapotok szimbólumai Példa:

30 Példa: He-atom állapotai KonfigurációÁllapot 1s 2 11S011S0 1s 1 2s 1 21S023S021S023S0 1s 1 2p 1 21P123P223P123P021P123P223P123P0

31 Az atomi színképekre vonatkozó kiválasztási szabályok tetszés szerint

32 A héliumatom energiaszint-diagramja

33 4.6 Az atomi színképek mérése

34 Atomspektroszkópia Cél: az elemi összetétel meghatározása. Mintakészítés: magas hőmérsékletre hevítés.

35 A nap színképe

36 Katódüreglámpa

37 Katódüreglámpa abszorpciós méréshez

38 Neonnal töltött katódüreglámpa elnyelési színképe

39 Indukciósan csatolt plazma égő (ICP-égő)


Letölteni ppt "A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések