Prentice-Hall © 2002Slide 1 of 50 Az atomok elektronszerkezete. - презентация

1 Prentice-Hall © 2002Slide 1 of 50 Az atomok elektronszerkezete

2 Prentice-Hall © 2002Slide 2 of 50 Az elektromágneses sugárzás Az elektromos és mágneses mezők hullámok formájában haladnak át a téren vagy bármilyen anyagon. Ez a hullám energiát szállít.

3 Prentice-Hall © 2002Slide 3 of 50 Az EM sugárzás Kis Nagy

4 Prentice-Hall © 2002Slide 4 of 50 Frekvencia, Hullámhossz és Sebesség Frekvencia ( ) HertzHz vagy s -1. Hullámhossz (λ) méterm. cm m nm Å pm (10 -2 m)(10 -6 m)(10 -9 m)( m)( m) Sebesség (c)2, x 10 8 m s -1. c = λ λ = c/ = c/λ

5 Prentice-Hall © 2002Slide 5 of 50 Az elektromágneses spektrum

6 Prentice-Hall © 2002Slide 6 of 50 Vörös Narancs Sárga Zöld Kék I ndigó Ibolya Prentice-Hall ©2002 General Chemistry: Chapter 9 Slide 8 A látható színképtartomány 700 nm450 nm

7 Prentice-Hall © 2002Slide 7 of 50 Erősítő és gyengítő interferencia

8 Prentice-Hall © 2002Slide 8 of 50

9 Prentice-Hall © 2002Slide 9 of 50 A fénytörés

10 Prentice-Hall © 2002Slide 10 of 50 Atomspektrumok

11 Prentice-Hall © 2002Slide 11 of 50 Atomspektrumok

12 Prentice-Hall © 2002Slide 12 of 50 Kvantum elmélet Feketetest sugárzás: Max Planck, 1900: Az energia az anyaghoz hasonlóan nem folytonos természetű. є = h

13 Prentice-Hall © 2002Slide 13 of 50 A fotoelektromos jelenség Bizonyos fémek felületét érő fény elektronok kilépését okozza. > o Küszöbfrekvencia e - ~ I e k ~

14 Prentice-Hall © 2002Slide 14 of 50 A fotoelektromos jelenség

15 Prentice-Hall © 2002Slide 15 of 50 A fotoelektromos jelenség Megállító feszültség segítségével a kilépő elektronok kinetikus energiája potenciállá alakítható. mu 2 = eV s 1 2 o -nál nagyobb frekvenciák esetében: V s = k ( - o )

16 Prentice-Hall © 2002Slide 16 of 50 A fotoelektromos jelenség E o = h o E k = eV s o = eV o h eV o, és ezért a o, jellemző a fémre. Az energiamegmaradás törvénye alapján: h = mu 2 + eV o 2 1 mu 2 = h - eV o eV s = 2 1 E foton = E k + E kötés E k = E foton - E kötés

17 Prentice-Hall © 2002Slide 17 of 50 A Bohr atom E = -R H n2n2 R H = x J

18 Prentice-Hall © 2002Slide 18 of 50 Energiadiagramm ΔE = E f – E i = -R H nf2nf2 ni2ni2 – = R H ( ni2ni2 1 nf2nf2 – 1 ) = h = hc/λ

19 Prentice-Hall © 2002Slide 19 of 50 A hidrogén ionizációs energiája ΔE = R H ( ni2ni2 1 nf2nf2 – 1 ) = h Ahogy n f tart a végtelenhez, az alapállapotú hidrogén esetére: h = R H ( ni2ni2 1 ) = R H Ez az összefüggés érvényes a hidrogénszerű részecskékre He + és Li 2+ is. h = -Z 2 R H

20 Prentice-Hall © 2002Slide 20 of 50 Emissziós és Abszorpciós Spektroszkópia

21 Prentice-Hall © 2002Slide 21 of 50 Az új kvantummechanikához vezető elméletek Részecske-Hullám Kettősség. –Einstein szerint a fény részecske természete magyarázatot adhat a fotoelektromos jelenségre. Azonban a fény diffrakciós mintái alapján a fotonok hullámszerűek. deBroglie, 1924 –Kisméretű anyagi részecskék hullámszerű viselkedést mutathatnak

22 Prentice-Hall © 2002Slide 22 of 50 deBroglie és az Anyaghullámok E = mc 2 h = mc 2 h /c = mc = p p = h/λ λ = h/p = h/mu

23 Prentice-Hall © 2002Slide 23 of 50 Röntgendiffrakció

24 Prentice-Hall © 2002Slide 24 of 50 A határozatlansági elv Δx Δp h 4π4π Werner Heisenberg

25 Prentice-Hall © 2002Slide 25 of 50 Hullámmechanika 2L n Állóhullámok. –A csomópontok helyzete állandó. λ =, n = 1, 2, 3…

26 Prentice-Hall © 2002Slide 26 of 50 Hullámfüggvények ψ, pszi, a hullámfüggvény. –A leírandó rendszer határain belül található állóhullámnak felel meg. Részecske a dobozban.

27 Prentice-Hall © 2002Slide 27 of 50 Az elektron megtalálhatósági valószínűsége

28 Prentice-Hall © 2002Slide 28 of 50 A hidrogén hullámfüggvényei Schrödinger, 1927 Eψ = H ψ –H (x,y,z) or H (r,θ,φ) ψ (r,θ,φ) = R(r) Y(θ,φ) R(r) is the radial wave function. Y(θ,φ) is the angular wave function.

29 Prentice-Hall © 2002Slide 29 of 50 Elméleti Héjak és Alhéjak Elméleti elektronhéj, n = 1, 2, 3… Szög momentum kvantumszám, l = 0, 1, 2…(n-1) l = 0, s l = 1, p l = 2, d l = 3, f Mágneses kvantumszám, m l = - l …-2, -1, 0, 1, 2…+ l

30 Prentice-Hall © 2002Slide 30 of 50 Pályaenergiák

31 Prentice-Hall © 2002Slide 31 of Interpreting and Representing the Orbitals of the Hydrogen Atom.

32 Prentice-Hall © 2002Slide 32 of 50 Az s pályák

33 Prentice-Hall © 2002Slide 33 of 50 A p pályák

34 Prentice-Hall © 2002Slide 34 of 50 A p pályák

35 Prentice-Hall © 2002Slide 35 of 50 A d pályák

36 Prentice-Hall © 2002Slide 36 of 50 Az Elektron Spin: A 4. Kvantumszám

37 Prentice-Hall © 2002Slide 37 of 50 Többelektronos Atomok A Schrödinger egyenlet csak egy e - -ra érvényes. Többelekronos atomokban elektron-elektron taszítóerők vannak. Hidrogénszerű atompályák (közelítőleg).

38 Prentice-Hall © 2002Slide 38 of 50 Penetráció és Árnyékolás Z eff az effektív magtöltés.

39 Prentice-Hall © 2002Slide 39 of 50 Az elektronszerkezet Feltöltési folyamat. –Az energiaminimum elve érvényesül. A Pauli elv. –Egy atomban nincs két olyan elektron, amelyiknek mind a 4 kvantumszáma megegyezik. A Hund szabály. –A degenerált pályákat az elektronok úgy töltik fel, hogy spinjeik összege maximális legyen.

40 Prentice-Hall © 2002Slide 40 of 50 Pályaenergiák

41 Prentice-Hall © 2002Slide 41 of 50 Az elektronpályák feltöltődése

42 Prentice-Hall © 2002Slide 42 of 50 A feltöltődés és a Hund szabály

43 Prentice-Hall © 2002Slide 43 of 50 A p pályák feltöltődése

44 Prentice-Hall © 2002Slide 44 of 50 A d pályák feltöltődése

45 Prentice-Hall © 2002Slide 45 of 50 Electon Configurations of Some Groups of Elements

46 Prentice-Hall © 2002Slide 46 of 50 Az elektronszerkezet és a periódusos rendszer

47 Prentice-Hall © 2002Slide 47 of 50 Focus on He-Ne Lasers