Chemia kwantowa teoria


opracowała: Dorota Czubara
Planetarny model budowy atomu
Ruthenford stworzył planetarny model budowy atomu, według którego w centrum znajduje
się dodatnio naładowane jądro zbudowane z protonów i neutronów, wokół niego krążą
ujemnie naładowane elektrony po orbitach.
Ruthenford badał przenikanie cząstek ą przez cienkie folie metalowe. W wyniku tych
doświadczeń stwierdził, że:
" tory większości cząstek nie doznają odchylenia lub są tylko nieznacznie odchylone, a
jedynie bardzo nieliczne cząstki ulegają odchyleniu pod dużymi kątami lub odbiciu
wstecz
" silne odchylenie pędzącej cząstki jest możliwe tylko w wypadku zderzenia się z
ośrodkiem o masie podobnego rzędu lub większej niż masa składowa cząstki
" zderzenia są bardzo nielicznego prowadziło do wniosku iż ośrodki metalu, w których
skupiona jest duża masa mają małą objętość w porównaniu z objętością atomów, a
ponieważ ośrodki te odbijają cząstki obdarzone ładunkiem dodatnim ich własny
ładunek jest również dodatni
" większość cząstek ą przechodzi przez folię bez odchylenia co oznacza że w atomach
istnieją puste przestrzenie o dużej objętości w porównaniu z cząstkami ą
POJCIA I DEFINICJE
Konfiguracja elektronowa  opisuje rozmieszczenie elektronów na powłokach i podpowłokach
elektronowych
Rdzeń atomowy = atom  elektrony walencyjne
Powłoka elektronowa  zbiór elektronów o zbliżonej energii / zbiór stanów stacjonarnych o
jednakowej wartości głównej liczby kwantowej
Podpowłoka  elektrony o tej samej energii / zbiór stanów stacjonarnych o takiej samej
głównej i pobocznej liczbie kwantowej
1
opracowała: Dorota Czubara
Elektrony walencyjne  biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych, niekoniecznie muszą
pochodzić z ostatniej powłoki:
" dla bloku s i p : elektrony ostatniej powłoki
" dla bloku d: elektrony z ostatniej powłoki (podpowłoka s) i przedostatniej
(podpowłoka d)
" dla bloku f: elektrony z ostatniej (podpowłoka s), przedostatniej (podpowłoka d) oraz
trzeciej od końca powłoki (podpowłoka f)
Stan stacjonarny  stan, w którym 5 parametrów ruchu podlega kwantowaniu (energia i 4
inne parametry mają ściśle określoną, stałą wartość); elektron nie emituje
ani absorbuje energii
Stan podstawowy  stan stacjonarny o najniższej energii (n = 1)
Stany wzbudzone  stan po absorpcji energii w wyniku zderzenia z innym atomem lub
fotonem
Stany zdegenerowane  stany stacjonarne o takiej samej wartości energii
PRAWA KWANTOWE
Prawa kwantowe  prawa, które funkcjonują w atomie (nie obowiązują prawa fizyki
klasycznej)
a) Postulaty Bohra:
" I postulat: elektron w atomie znajduje się w jednym z możliwych stanów
stacjonarnych o stałej energii orbity (elektrony krążą po określonych orbitach)
" II postulat: elektrony pobierają i emitują energię w ściśle określonych porcjach 
kwantach energii
- postulaty miały słuszność tylko dla atomu wodoru
- Niels Bohr w swoich pracach nawiÄ…zuje do prac Einsteina i Planca: E = h½, gdzie: E 
kwant energii, H  staÅ‚a Planca, ½  czÄ™stotliwość
2
opracowała: Dorota Czubara
- w 1859 r. Bunsen i Kirchoff wykorzystując rozszczepienie światła przechodzącego przez
pryzmat skonstruowali spektroskop, dzięki czemu można było obserwować widma emisyjne
pierwiastków (każdy pierwiastek ogrzany do odpowiednio wysokiej temperatury wysyła fale
świetlne o charakterystycznych długościach, nie ma dwóch pierwiastków o identycznym
wzorze linii widmowych), które potwierdzają założenia i wyliczenia Bohra
Wg współczesnej teorii światło ma naturę zarazem korpuskularną i falową. W teorii kwantowej
Max Planck zaproponował hipotezę, iż światło zawiera  porcje energii zwane kwantami 
ilość energii w kwancie światła zależy od koloru fali świetlnej.
Częstotliwość Energia
Ä™!
Ä™!Ä™!Ä™!
Ä™!Ä™!Ä™!Ä™!Ä™!Ä™!
b) Dualizm korpuskularno  falowy de Broglie:
- ponieważ każde ciało, które się porusza i ma masę promieniuje falę elektromagnetyczną
elektron ma również naturę falową
- dualizm korpuskularno  falowy został zastosowany przy budowie mikroskopu
elektronowego, z tym, że fala świetlna została zastąpiona falą elektronową
c) Zasada nieoznaczalności Heisenberga:
- nie jest możliwe jednoczesne określenie położenia i pędu elektronów  elektron jest tak małą
cząstką, że podczas oświetlania go (obserwacji położenia) zostaje zbombardowany fotonami,
które zmieniają jego pęd i prędkość
d) Równanie SchrQdingera:
- funkcja falowa opisująca ruch elektronów
e) Postulaty Borna:
- określa prawdopodobieństwo znalezienia elektronu
3
opracowała: Dorota Czubara
Liczby kwantowe
Główna liczba kwantowa (n):
- przyjmuje wartości liczb naturalnych, decyduje o energii powłoki elektronowej i odległości
od jÄ…dra atomowego
główna liczba kwantowa 1 2 3 4 5 6 7
symbol liczbowy powłoki 1 2 3 4 5 6 7
symbol literowy powłoki K L M N O P Q
Poboczna liczba kwantowa (l):
- charakteryzuje ruch elektronu wokół jądra, określa kształt orbitalu, decyduje o energii
podpowłoki, przyjmuje wartości dodatnich liczb całkowitych od 0 do 6, (n -1).
poboczna liczba kwantowa 0 1 2 3 4 5 6
symbol literowy podpowłoki s p d f g h i
przejście dozwolone  przeskok elektronu może zachodzić między podpoziomami różniącymi
się poboczną liczbą kwantową o jedność, np. s  p, p  d, d  f.
Magnetyczna liczba kwantowa (m):
- określa różnice energetyczne między elektronami o tej samej głównej i pobocznej liczbie
kwantowej w polu magnetycznym (obcym polem magnetycznym może być inny atom), mówi o
orientacji przestrzennej orbitalu; przyjmuje wartości liczb całkowitych z zakresu < -l, 0, l >
Spinowa liczba kwantowa (s):
 opisuje wewnÄ™trzny, wÅ‚asny ruch elektronu; przyjmuje staÅ‚Ä… wartość = ½
Magnetyczna liczba spinowa (ms):
- opisuje ruch wewnętrzny elektronu względem zewnętrznego pola magnetycznego, może
przyjmować wartoÅ›ci: + ½ lub  ½
4


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
notatki chemia kwantowa
namiŕtna chemia analityczna teoria
Kwantowa teoria materii
kolokwium chemia kwantowa
Teoria Kwantowej Grawitacji Burkhard a Heima
Wykład 1 Wstęp Stara teoria kwantów
Wykład 1 Wstęp Stara teoria kwantów
Teoria kwantów
pawlikowski, fizyka, szczególna teoria względności
Teoria i metodologia nauki o informacji
CHEMIA materiały dodatkowe
teoria produkcji

więcej podobnych podstron