Mavzu: atom tuzilishi va elementlarning davriy sistemasi. Atom tuzilishi haqidagi nazariyalar
Download 60.38 Kb.
|
Mavzu Atom tuzilishi haqidagi nazariyalar-fayllar.org
|
p
h DqDv 4 Dv – elektron tezligini o’lchashdagi xato. Dq – elektron impulsi (o’rni)ni o’lchashdagi xatosi. Dq – noaniqlik holatining, tezlikka (Dv) ko’paytmasi h/4p dan kichik bo’lishi mumkin emas. Bu tenglamadan, elektronning zarrachaning koordinatlari qanchalik bilan o’lchansa, uning tezlik kattaligi shunchalik noaniq bo’ladi va aksincha degan xulosa kelib chiqadi. Masalan: elektron tezligi 2000 km/sek. Xarakatda bo’lgan elektronning fazodagi o’rni (holati) 10-10 sm aniqlik bilan topilgan bo’lsa, uning tezligini topishdagi noaniqlik 58000 km/sek ni tashkil qiladi. Elektronning 2 xil tabiati uning quyidagi xossalarida namoyon bo’ladi: birinchidan elektron ma‘lum kattalikdagi tinch massaga ega, ikkinchidan elektron to’lqinsimon harakatga ega, uchinchidan uni amplituda, to’lqin uzunlik, tebranish chastotasi kabi fizikaviy konstantalar bilan tavsiflash mumkin. shu sababli elektronni harakatini aniq traektoriya bilan xarakaterlash mumkin emas. Kvant energiyasi, elektronning to’lqin xarakterdagi xarakati, noaniqlik printsipi kabilar – klassik mexanika elektronning xarakterini mutloqo tushuntirib bera olmasligini ko’rsatdi. Elektron bulut. To’lqin finktsiY. Elektronning harakati to’lqin xarakterda bo’lganligi uchun uning atomdagi xarakatini kvant mexanikasi to’lqin funktsiya f deb nomlanadigan funktsiya yordmida ifodalaydi. Atom sohasining har xil nuqtasida bu funktsiya har xil qiymatni oladi. Bu matematik jihatdan quyidagi tenglik bilan yoziladi: f=f (x, y, z) bu yerda x, y, z nuqta koordinatalari. To’lqin funktsiyaning fizik ma‘nosini tushuntirish qiyin uning kvadrati f2-ma‘lum fizik ma‘noga ega: u tom sohasidagi berilgan nuqtadagi elektronni topish extimolligini xarakterlydi. f2dv- kattaligi kurilayotgan zarrachani dv-element hajmida aniqlash extimolligini ifodalaydi. Kvant mexanikada atomdagi elektronning holati modeli sifatida elektron bulut tushunchasi qabul qilingan. Tegishli uchastkalardagi zichlik u yerda elektronning bo’lish extimolligiga muvofiq proportsionaldir. Atomda bo’lishi mumkin bo’lgan elektron bulut shakllaridan biri 2- rasmda ko’rsatilgan. Elektronning bo’lish extimoli ko’p bo’lgan joyda bulut zich bo’ladi. Elektron yadro bilan qancha mustahkam bog’langan bo’lsa, elektron bulut o’lchami boyicha shuncha kichik bo’ladi va zaryad zich taqsimlanadi. Elektron bulutni ko’pincha chegaralangan soxa ko’rinishida ifodalaydi. (elektron bulutni 90% ga qamrab oladi). Bunda zichlikni nuqtalar bilan belgilash tushirib qoldiriladi (3 rasm). Yadro atrofida elektronni bo’lish e‘timolligi eng ko’p bo’lgan sohaga orbital deyiladi (orbitalni bunday ifodalash birmuncha sodda bo’lib, orbital matematik tushuncha, uning ma‘nosi to’lqin tenglamasidan kelib chiqadi). Yadroga nisbatan elektron zichlikni ifodalashni boshqa usullari (3-rasm) ham bor, masalan radial taqsimlanish ehtimolloti egri chizig’i usuli (4 rasm). Bu egri chiziq elektronni radiusi r, kalinligi dr bo’lgan kontsentrik shardagi yadro atrofida bo’lish extimolligini bildiradi. Bu qavatning hajmi dv=4πr2dr. Bu qavatlar elektronning bo’lishi umumiy extimolligi (4πr2dr) f2 ga 4-rasm teng. 3-rasm 4πr2f2 ni r bilan bog’liqligini ifodalaydi. Atom yoki molekulaning ma‘lum joyida elektronning bo’lish extimolligini va uning energiyasini hisoblash murakkab matematik muammodir. Bu Shredingerning to’lqin tenglamasi yordamida yechiladi. Shredingerning to’lqin tenglamasi. 1926 yil Ervin Shredinger kvant mexanikasida Shredinger to’lqin tenglamasi deb atalga tenglamani taklif etdi. Bu tenglama to’lqin funktsiya f-ni elektronning potentsial energiyasi U va uning to’liq energiyasi Ye bilan bog’laydi: Bu yerda: 0 )
( 8 2 2
U E h m V Kordinatlari boyicha to’lqin funktsiyaga f-2 lamchi differentsiali. m-elektron massasi, h-Plank doimiysi. Shredinger tenglamasini yechimi bo’lgan to’lqin funktsiyasiga – orbital deyiladi. Elektronning yadro atrofida fazoda bo’lish extimolligi (061) gacha bo’ladi. Uning fizik ma‘nosi shuni ko’rsatadiki f=0 bo’lganida u yerda elektron bo’lmaydi. Buni quyidagi misolda ko’rish mumkin. maydonda m massaga ega bo’lgan birgina elektron mavjud. Uning potentsial energiyasi V maydonning xarakteristikasini belgilaydi, hamda quyidagi funktsiyalar V (x, y, z) berilgan. Bunda sistema statsionar holatda bo’ladi ya‘ni sistemaning umumiy energiyasi doimiy bo’lib u vaqtga bog’liq bo’lmaydi E=T-y=Sonst. Maqsad: Maydonning qaysi sohasida elektronning joylashish extimoliyatini aniqlash. Bu extimollik to’lqin funktsiyasi deb atalgan j (x, y, z) bilan xarakterlanadi. Bu to’lqin funktsiyasining maydon kuchlanishi V ga bog’liqligini ko’rsatuvchi tenglama Shredenger tenglamasidir. To’lqin funktsiyasining fizik ma‘nosi nimani bildiradi. Agar x, y, z nuqtalari berilgan bo’lsa, bu nuqtalarda to’lqin funktsiyasi j (x, y, z) ga teng bo’ladi. Agar juda cheksiz kichik hajmda dV nuqtalarni kubik holda olib ularning (1 rasm) kirralari dx, dy, dz, dy=dx . dy, dz. Bunda elektronning hajmdagi joylashish extimoliyati yoki bu dV hajmdagi elektronning bo’lish vaqtidir. Agar bu ehtimoliyatni hajmga bo’lsak j2. dv/dv: j2, unda ma‘lum bir hajmga to’g’ri keladigan extimollikni topamiz bu ehtimollik zichligi yoki kimyoda buni «elektron zichlik» termini bilan ataydi. Demak, elektron zichlik degani j2dy yoki j2 dir. elektronning to’lqin funktsiyasi har bir momentda elektronning har xil nuqtalarda har xil extimollik bilan bo’lish extimoliyatini ko’rsatadi. Shunday qilib elektron bulut har xil nuqtalardagi elektron zichlikni ko’rsatadi. To’lqin funktsiyasi elektronning holatini xarakterlaydi. Har bir to’lqin funktsiyasi elektronning umumiy energiyasini beradi. Atom sistemalarining to’lqin funktsiyasi sistema holatining funktsiyasi bo’lib uning kvadrati tekislikning har bir nuqtasidagi elektronlar zichligining funktsiyasidir. To’lqin funktsiyasining asosiy xarakteristikalaridan biri shundan iboratki, uni – 1 ga ko’paytirsak ham u o’z holatini saqlab qoladi. Har bir elektron bulut uchun elektron zichligining teng yuzalaridan bir qanchasini olish mumkin (j2=const.). yuza chegarasi elektron bulutning shaklini beradi. Yuza chegarasi to’lqin funktsiyasi kvadratining bir xil miqdordagi qiymati bo’lib unda elektron zichlik 80-90% ni tashkil qiladi. Uzlovoy yuza deb j2=0 to’lqin funktsiyasi kvadrati nolga teng bo’lgan vaqtga aytiladi. Bu shuni bildiradiki elektron hech qachon atomdan cheksiz uzoqlikka ajralib ketmaydi. To’lqin funktsiyasi ximik uchun nima beradi. To’lqin funktsiyasi elementlar kimyoviy xossalarini beruvchi kimyoviy bog’larni tashkil qiluvchi elektronlar zichligining tarqalishini ko’rsatadi. Shredenger tenglamasini yechish 1. to’lqin funktsiyasini topish: 2. mikrozarrachalarning to’liq energiyasi miqdorini topish: 3. to’lqin funktsiyasi kvadratini ya‘ni elektron ziyalikning tarqalishini ko’rsatadi. Shning uchun Shredenger tenglamasini o’rganish kimyogarlar oldidagi birinchi galdagi masaladir. Shunday qilib tulqin funktsiyasi ya‘ni atomlardagi elektron holati kvant sonlar bilan aniqlanadi. Download 60.38 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|