Принцип Паули

Характерные квантовые числа

Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям

Антисимметричная волновая функция

Симметричная волновая функция

Если при перемене частиц местами волновая функция не изменяет знак.

Если при перемене частиц местами волновая функция изменяет знак. Изменение знака волновой функции не означает изменения состояния, так как физический смысл имеет лишь квадрат модуля волновой функции. Частицы с полуцелым спином (например, электроны, протоны, нейтроны) описываются антисимметричными волновыми функциями и подчи­няются статистике Ферми — Дирака; эти частицы называют фермионами. Частицы с нулевым или целочисленным спином (например, π-мезоны, фотоны) описываются симметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Возе — Эйнштейна; эти частицы называют бозонами. Сложные частицы (например, атомные ядра), составленные из нечетного числа фермионов, являются фермионами (суммарный спин — полуцелый), а из четного — бозонами (суммарный спин целый).

Состояние электрона в атоме определяется набором 4 квантовых чисел:

главного n (n = 1, 2, 3,...),

орбитального l (l = 0, 1, 2,..., n-1),

магнитного m₁ (m₁=- l,..., -1, 0, +1,..., + l),

магнитного спинового m_s (m_s = +0.5, -0.5).

в системе одинаковых фермионов любые два из них не могут одновременно

находиться в одном и том лее состоянии

или

в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел

Z(n, l, m _l,m_s) = 0 или 1.

Максимальное число электронов Z(n), находящихся в состояниях, определяемых данным главным квантовым числом n:

Электронная оболочка — совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то же главное квантовое число n.

В каждой из оболочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l. Поскольку орбитальное квантовое число принимает значение от 0 до n - 1, число подоболочек равно порядковому номеру n оболочки. Количество электронов в подоболочке определяется магнитным и магнитным спиновым квантовыми числами: максимальное число электронов в подоболочке с данным l равно 2(2 1 + 1). Обозначения оболочек, а также распределение электронов по оболочкам и подоболочкам представлены в таблице.

Главное квантовое число

Символ оболочки

К

L

M

N

О

Максимальное число электронов в оболочке

Орбитальное квантовое l

Символ подоболочки

1s

2s

2р

3s

3р

3d

4s

4р

4d

4 f

5s

5Р

5d

5 f

5g

Максимальное число электронов в подоболочке

Сплошной (тормозной) рентгеновский спектр

Дата добавления: 2014-01-04