ការចែកចាយត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយច្បាប់ដូចខាងក្រោមៈ

គោលការណ៍ Pauli;

ក្បួនរបស់ Gun;

គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុតនិងច្បាប់ Klechkovsky ។

ដោយ គោលការណ៍ Pauli អាតូមមួយមិនអាចមានអេឡិចត្រុងពីរ ឬច្រើនដែលមានតម្លៃដូចគ្នានៃលេខចំនួនបួន។ ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍ Pauli អ្នកអាចកំណត់សមត្ថភាពអតិបរមានៃកម្រិតថាមពលនីមួយៗ និងកម្រិតរង។

	កម្រិតរង, ℓ	ការកំណត់កម្រិតរង	លេខកង់ទិចម៉ាញេទិក, ម	បង្វិលលេខ quantum, s
			3, -2, -1, 0, 1, 2, 3

ដូច្នេះ ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងក្នុងមួយ៖

ស - កម្រិតរង - ២,

ទំ - កម្រិតរង - ៦,

ឃ - កម្រិតរង - ១០,

f - កម្រិតរង - ១៤.

នៅក្នុងកម្រិត quantum n អេឡិចត្រុងអាចទទួលយកតម្លៃនៃ 2n 2 រដ្ឋផ្សេងគ្នា ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រើការវិភាគវិសាលគម។

ក្បួនរបស់ Gund ៖ នៅក្នុងកម្រិតរងនីមួយៗ អេឡិចត្រុងមានទំនោរកាន់កាប់ចំនួនអតិបរមានៃកោសិកាថាមពលដោយឥតគិតថ្លៃ ដូច្នេះការបង្វិលសរុបមានតម្លៃធំបំផុត។

ឧទាហរណ៍:

ខុស ខុស

3r 3:

s = +1/2+1/2+1/2=1.5 s =-1/2+1/2+1/2=0.5 s = -1/2+1/2-1/2 =-0.5

គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុតនិងច្បាប់ Klechkovsky: អេឡិចត្រុងបង្កើតជាគន្លងគន្លងគន្លងដោយថាមពលអប្បបរមា។ ដោយសារការបម្រុងថាមពលនៅក្នុងអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃនៃផលបូកនៃលេខ quantum មេ និងគន្លង (n + ℓ) នោះ អេឡិចត្រុងដំបូងគេបង្កើតគន្លងដែលផលបូក (n + ℓ) តូចជាងគេ។

ឧទាហរណ៍៖ ផលបូក (n + ℓ) សម្រាប់កម្រិតរង 3d គឺ n = 3, l = 2 ដូច្នេះ (n + ℓ) = 5; សម្រាប់កម្រិតរង 4s: n = 4, ℓ = 0 ដូច្នេះ (n + ℓ ) = 4. ក្នុងករណីនេះ កម្រិតរង 4s ត្រូវបានបំពេញមុនគេ ហើយមានតែបន្ទាប់បន្សំ 3d ប៉ុណ្ណោះ។

ប្រសិនបើតម្លៃថាមពលសរុបគឺស្មើគ្នានោះកម្រិតដែលខិតទៅជិតស្នូលត្រូវបានប្រជាជន។

ឧទាហរណ៍៖ សម្រាប់ 3d: n=3, ℓ=2 , (n + ℓ) = ៥ ;

សម្រាប់ 4p: n = 4, ℓ = 1, (n + ℓ) = 5 ។

ចាប់តាំងពី n = 3 < n = 4, 3d នឹងត្រូវបានផ្ទុកដោយអេឡិចត្រុងមុនជាង 4 ទំ។

ដូច្នេះ លំដាប់នៃកម្រិតបំពេញ និងកម្រិតរងជាមួយអេឡិចត្រុងក្នុងអាតូម៖

1 ស 2 <2 ស 2 <2 ទំ 6 <3 ស 2 <3 ទំ 6 <4 ស 2 <3 ឃ 10 <4 ទំ 6 <5 ស 2 <4 ឃ 10 <5 ទំ 6 <6 ស 2 <5 ឃ 10 ≈ 4 f 14 <6 ទំ 6 <7s 2 …..

រូបមន្តអេឡិចត្រូនិច

រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចគឺជាតំណាងក្រាហ្វិកនៃការចែកចាយអេឡិចត្រុងលើកម្រិត និងកម្រិតរងនៅក្នុងអាតូមមួយ។ មានរូបមន្តពីរប្រភេទ៖

នៅពេលសរសេរ មានតែលេខ quantum ពីរប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានប្រើ៖ n និង ℓ ។ លេខ quantum សំខាន់ ត្រូវ បាន បង្ហាញ ដោយ លេខ មុន ការ កំណត់ អក្សរ នៃ កម្រិត រង ។ លេខគន្លងគន្លងត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយអក្សរ s, p, d, ឬ f ។ ចំនួនអេឡិចត្រុងត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយលេខជានិទស្សន្ត។

ឧទាហរណ៍៖ +1 H: 1s 1 ; +4 Be: 1s 2 2s 2 ;

២ គាត់៖ ១ ស ២ ; +10 Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 ;

3 លី: 1s 2 2s 1 ; +14 Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 .

នោះគឺជាលំដាប់

1 ស 2 <2 ស 2 <2 ទំ 6 <3 ស 2 <3 ទំ 6 <4 ស 2 <3 ឃ 10 <4 ទំ 6 <5 ស 2 <4 ឃ 10 <5 ទំ 6 <6 ស 2 <5 ឃ 10 ≈ 4 f 14 <6 ទំ 6 <7s 2 …..

រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចក្រាហ្វិក - លេខ quantum ទាំង 4 ត្រូវបានប្រើ - នេះគឺជាការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងកោសិកា quantum ។ លេខ quantum សំខាន់ត្រូវបានបង្ហាញនៅខាងឆ្វេង គន្លង - នៅខាងក្រោមមានអក្សរ មេដែក - ចំនួនកោសិកា បង្វិល - ទិសដៅព្រួញ។

ឧទាហរណ៍:

8 O:…2s 2 2p 4

រូបមន្តក្រាហ្វិកត្រូវបានប្រើដើម្បីសរសេរតែ valence electrons ប៉ុណ្ណោះ។

ពិចារណាពីការចងក្រងរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់ធាតុតាមកាលកំណត់។

សម័យ I មានធាតុ 2 ដែលក្នុងនោះកម្រិត I quantum និង s-sublevel ត្រូវបានផ្ទុកដោយអេឡិចត្រុងទាំងស្រុង (ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងក្នុងមួយកម្រិតរងគឺ 2):

2 គាត់៖ n=1 1s ២

ធាតុដែល s-sublevel ត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ ត្រូវបានកំណត់ទៅ ស - គ្រួសារ និងហៅ ស - ធាតុ .

ធាតុនៃសម័យកាល II កំពុងបំពេញកម្រិតទី II quantum, s- និង p-sublevels (ចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងក្នុង p-sublevel គឺ 8)។

3 លី: 1s 2 2s 1 ; 4 Be: 1s 2 2s 2 ;

5 B: 1s 2 2s 2 2p 1 ; 10 Ne: 1s 2 2s 2 2p ៦

ធាតុដែល p-sublevel ត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ ត្រូវបានកំណត់ទៅ p-គ្រួសារ និងហៅ p-ធាតុ .

ធាតុនៃសម័យកាល III ចាប់ផ្តើមបង្កើតកម្រិត III ។ Na និង Mg កំពុងបង្កើតកម្រិតរង 3s ជាមួយអេឡិចត្រុង។ សម្រាប់ធាតុពី 13 Al ដល់ 18 Ar កម្រិតរង 3p ត្រូវបានបញ្ចូល។ កម្រិតរង 3d នៅតែទទេ ព្រោះវាមានកម្រិតថាមពលខ្ពស់ជាងកម្រិតរង 4s ហើយមិនត្រូវបានបំពេញសម្រាប់ធាតុនៃរយៈពេល III នោះទេ។

កម្រិតរង 3d ចាប់ផ្តើមត្រូវបានបំពេញនៅធាតុនៃសម័យ IV និង 4d - នៅធាតុនៃសម័យ V (ស្របតាមលំដាប់):

19 K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ; 20 Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ;

21 Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 វិ 2 3 ឃ 1 ; 25 Mn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 វិ 2 3 ឃ 5 ;

33 ដូច: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 វិ 2 3 ឃ 10 4p3; 43 Tc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4 វិ 2 3 ឃ 10 ៤ ភី ៦ 5 វិ 2 4 ឃ 5

ធាតុដែល d-sublevel ត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ ត្រូវបានកំណត់ទៅ ឃ - គ្រួសារ និងហៅ ឃ - ធាតុ .

4f ត្រូវបានបំពេញតែបន្ទាប់ពីធាតុទី 57 នៃសម័យកាល VI៖

57 La: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5 ឃ 1 ;

58 Ce: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5 ឃ 1 4 ហ្វ 1 ;

ចំនួនប្រជាជននៃកម្រិត V quantum ដោយអេឡិចត្រុងដំណើរការស្រដៀងគ្នាទៅនឹងអំឡុងពេល IV ។ ដូច្នេះ លំដាប់ដែលបានបង្ហាញពីមុននៃចំនួនប្រជាជននៃកម្រិត និងកម្រិតរងដោយអេឡិចត្រុងត្រូវបានសង្កេតឃើញ៖

6s 2 5d 10 4f 14 6p ៦

ចំនួនប្រជាជននៃកម្រិត Quantum ថ្មីដោយអេឡិចត្រុងតែងតែចាប់ផ្តើមពីកម្រិតរង s ។ សម្រាប់ធាតុនៃកំឡុងពេលដែលបានផ្តល់ឱ្យ មានតែកម្រិតរង s និង p នៃកម្រិត quantum ខាងក្រៅប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបញ្ចូលដោយអេឡិចត្រុង។

ចំនួនប្រជាជននៃ d-sublevel ត្រូវបានពន្យារពេលដោយរយៈពេល I; 3d-sublevel ត្រូវបានបំពេញសម្រាប់ធាតុនៃសម័យកាល IV, 4d - sublevel សម្រាប់ធាតុនៃ period V ជាដើម។

ចំនួនប្រជាជនអេឡិចត្រុង f នៃកម្រិតរងត្រូវបានពន្យារពេល 2 ដំណាក់កាល; កម្រិតរង 4f ត្រូវបានបញ្ចូលដោយធាតុនៃសម័យកាល VI កម្រិតរង 5f ត្រូវបានបញ្ចូលដោយធាតុនៃសម័យកាល VII ហើយដូច្នេះនៅលើ។

ប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុរបស់ Mendeleev ។

ប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី (តារាងតាមកាលកំណត់) - ចំណាត់ថ្នាក់នៃធាតុគីមី ការបង្កើតការពឹងផ្អែកនៃលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗនៃធាតុនៅលើបន្ទុកនៃស្នូលអាតូម។

ក្រុម

ក្រុម ឬ គ្រួសារ គឺជាជួរឈរមួយក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ ជាក្បួន ក្រុមត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយនិន្នាការតាមកាលកំណត់ច្បាស់លាស់ជាងរយៈពេល ឬប្លុក។

យោងទៅតាមប្រព័ន្ធដាក់ឈ្មោះអន្តរជាតិ ក្រុមត្រូវបានគេកំណត់លេខពី 1 ដល់ 18 ក្នុងទិសដៅពីឆ្វេងទៅស្តាំ - ពីលោហធាតុអាល់កាឡាំងទៅជាឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ។

រយៈពេល

រយៈពេល - ជួរដេកមួយនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ ក្នុងរយៈពេលមួយ ធាតុបង្ហាញគំរូជាក់លាក់នៅក្នុងទិដ្ឋភាពទាំងបីខាងលើ (កាំអាតូម ថាមពលអ៊ីយ៉ូដ និងអេឡិចត្រុង) ក៏ដូចជានៅក្នុងថាមពលនៃភាពស្និទ្ធស្នាលរបស់អេឡិចត្រុង។

ប្លុក

ដោយមើលឃើញពីសារៈសំខាន់នៃសំបកអេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូម តំបន់ផ្សេងៗនៃតារាងតាមកាលកំណត់ ជួនកាលត្រូវបានពិពណ៌នាថាជាប្លុក ដែលដាក់ឈ្មោះតាមសែលដែលអេឡិចត្រុងចុងក្រោយស្ថិតនៅ។ ប្លុក S រួមមានក្រុមពីរដំបូង ពោលគឺ លោហធាតុផែនដីអាល់កាឡាំង និងអាល់កាឡាំង ព្រមទាំងអ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម។ p-block មានប្រាំមួយក្រុមចុងក្រោយ (13 ដល់ 18 យោងតាមស្តង់ដារដាក់ឈ្មោះ IUPAC ឬ IIIA ដល់ VIIIA យោងតាមប្រព័ន្ធអាមេរិច) ហើយរួមបញ្ចូលក្នុងចំណោមធាតុផ្សេងទៀត លោហៈធាតុទាំងអស់។ D-block - ទាំងនេះគឺជាក្រុមពី 3 ទៅ 12 (IUPAC) ពួកគេក៏មកពី IIIB ទៅ IIB នៅក្នុងរចនាប័ទ្មអាមេរិចដែលរួមបញ្ចូលលោហៈផ្លាស់ប្តូរទាំងអស់។ F-block ដែលជាធម្មតាត្រូវបានយកចេញពីតុមាន lanthanides និង actinides ។

ប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់របស់ D.I. Mendeleev បានក្លាយជាព្រឹត្តិការណ៍ដ៏សំខាន់មួយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍វិទ្យាសាស្ត្រអាតូមិក និងម៉ូលេគុល។ សូមអរគុណដល់នាង គំនិតទំនើបនៃធាតុគីមីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង គំនិតអំពីសារធាតុសាមញ្ញ និងសមាសធាតុត្រូវបានបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់លាស់។

សមាសភាពនិងលក្ខណៈនៃស្នូលអាតូមិច។

ស្នូលអាតូមិច- ផ្នែកកណ្តាលនៃអាតូមដែលម៉ាស់សំខាន់របស់វាត្រូវបានប្រមូលផ្តុំ (ច្រើនជាង 99.9%) ។ ស្នូលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាន ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលកំណត់ធាតុគីមីដែលអាតូមត្រូវបានកំណត់។

ស្នូលអាតូមមាននុយក្លេអុង - ប្រូតុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន និងនឺត្រុងអព្យាក្រឹត ដែលត្រូវបានភ្ជាប់គ្នាដោយមធ្យោបាយនៃអន្តរកម្មខ្លាំង។

នឺត្រុងអាតូម ដែលត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាក្រុមនៃភាគល្អិតដែលមានចំនួនជាក់លាក់នៃប្រូតុង និងនឺត្រុង ត្រូវបានគេហៅថាជាទូទៅ។ នុយក្លេអ៊ែរ.

ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលត្រូវបានគេហៅថាលេខបន្ទុករបស់វា - ចំនួននេះគឺស្មើនឹងចំនួនធម្មតានៃធាតុដែលអាតូមជាកម្មសិទ្ធិនៅក្នុងតារាង (ប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុ) របស់ Mendeleev ។ ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអព្យាក្រឹត ហើយដូច្នេះលក្ខណៈគីមីនៃធាតុដែលត្រូវគ្នា។ ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលមួយត្រូវបានគេហៅថារបស់វា។ លេខអ៊ីសូតូប. នុយក្លេអ៊ែរដែលមានចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា និងចំនួននឺត្រុងផ្សេងគ្នាត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូតូប។ នុយក្លេអ៊ែរដែលមានចំនួននឺត្រុងដូចគ្នា ប៉ុន្តែចំនួនប្រូតុងខុសគ្នាត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូតូន។

ចំនួននុយក្លេអុងសរុបនៅក្នុងស្នូលត្រូវបានគេហៅថា ចំនួនម៉ាស់របស់វា () ហើយប្រហែលស្មើនឹងម៉ាស់មធ្យមនៃអាតូម ដែលបង្ហាញក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ នុយក្លីដដែលមានចំនួនម៉ាស់ដូចគ្នា ប៉ុន្តែសមាសធាតុប្រូតុង-នឺត្រុងខុសគ្នាត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូបា។

ទម្ងន់

ដោយសារភាពខុសគ្នានៃចំនួននឺត្រុង អ៊ីសូតូបនៃធាតុមួយមានម៉ាស់ខុសៗគ្នា ដែលជាលក្ខណៈសំខាន់នៃស្នូល។ នៅក្នុងរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ ម៉ាស់នុយក្លេអ៊ែរជាធម្មតាត្រូវបានវាស់ជាឯកតាម៉ាស់អាតូម ( ក. បរិភោគ។) សម្រាប់មួយ ក. e. m. យក 1/12 នៃម៉ាស់នុយក្លេត 12 C [sn 2] ។ គួរកត់សំគាល់ថាម៉ាស់ស្តង់ដារដែលជាធម្មតាត្រូវបានផ្តល់សម្រាប់នុយក្លេតគឺជាម៉ាស់អាតូមអព្យាក្រឹត។ ដើម្បីកំណត់ម៉ាស់នៃស្នូល វាចាំបាច់ក្នុងការដកផលបូកនៃម៉ាស់អេឡិចត្រុងទាំងអស់ចេញពីម៉ាស់អាតូម (តម្លៃត្រឹមត្រូវជាងនេះនឹងត្រូវបានទទួល ប្រសិនបើយើងគិតគូរអំពីថាមពលភ្ជាប់នៃអេឡិចត្រុងជាមួយស្នូល)។ .

លើសពីនេះ ថាមពលសមមូលនៃម៉ាស់ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ។ យោងតាមទំនាក់ទំនង Einstein តម្លៃម៉ាស់នីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងថាមពលសរុប៖

តើល្បឿននៃពន្លឺនៅទីណា?

សមាមាត្ររវាង ក. e.m. និងថាមពលរបស់វាស្មើនឹង joules:

ហើយចាប់តាំងពីវ៉ុល 1 អេឡិចត្រុង \u003d 1.602176 10 −19 J បន្ទាប់មកថាមពលស្មើនឹង a. e. m. ទៅ MeV គឺស្មើនឹង

កាំ

ការវិភាគនៃការពុកផុយនៃស្នូលធ្ងន់បានចម្រាញ់ការប៉ាន់ប្រមាណរបស់ Rutherford [SN 3] និងទាក់ទងកាំនៃស្នូលទៅនឹងចំនួនម៉ាស់ដោយទំនាក់ទំនងសាមញ្ញមួយ៖

កន្លែងណាជាថេរ។

ដោយសារកាំនៃស្នូលមិនមែនជាលក្ខណៈធរណីមាត្រសុទ្ធសាធ ហើយត្រូវបានភ្ជាប់ជាចម្បងជាមួយកាំនៃសកម្មភាពនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ តម្លៃអាស្រ័យលើដំណើរការ កំឡុងពេលវិភាគដែលតម្លៃទទួលបាន តម្លៃមធ្យមនៃ m ដូច្នេះ កាំនៃស្នូលគិតជាម៉ែត្រ

គិតថ្លៃ

ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលកំណត់ដោយផ្ទាល់នូវបន្ទុកអគ្គីសនីរបស់វា អ៊ីសូតូបមានចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា ប៉ុន្តែចំនួននឺត្រុងខុសគ្នា។ .

ការចោទប្រកាន់នៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិកត្រូវបានកំណត់ជាលើកដំបូងដោយ Henry Moseley ក្នុងឆ្នាំ 1913 ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបកស្រាយការសង្កេតពិសោធន៍របស់គាត់ដោយការពឹងផ្អែកនៃរលកកាំរស្មីអ៊ិចនៅលើថេរជាក់លាក់មួយ ផ្លាស់ប្តូរដោយមួយពីធាតុមួយទៅធាតុមួយ និងស្មើនឹងមួយសម្រាប់អ៊ីដ្រូសែន៖

កន្លែងណា

និង - អចិន្រ្តៃយ៍។

ថាមពលភ្ជាប់នៃស្នូល។

ថាមពលភ្ជាប់នៃស្នូលគឺស្មើនឹងថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវតែចំណាយសម្រាប់ការបំបែកស្នូលទាំងស្រុងទៅជាភាគល្អិតនីមួយៗ។ វាធ្វើតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលដែលថាមពលចងគឺស្មើនឹងថាមពលដែលត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលបង្កើតស្នូលពីភាគល្អិតនីមួយៗ។

ថាមពលភ្ជាប់នៃស្នូលណាមួយអាចត្រូវបានកំណត់ដោយការវាស់វែងយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ អ្នករូបវិទ្យាបានរៀនវាស់ម៉ាស់នៃភាគល្អិត - អេឡិចត្រុង ប្រូតុង នឺត្រុង នឺត្រុង ជាដើម - ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់។ ការវាស់វែងទាំងនេះបង្ហាញថា ម៉ាស់នៃស្នូលណាមួយ។ មខ្ញុំតែងតែតិចជាងផលបូកនៃម៉ាស់នៃប្រូតុង និងនឺត្រុងដែលមានធាតុផ្សំរបស់វា។:

ថាមពលនេះត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលនៃការបង្កើតស្នូលក្នុងទម្រង់ជាវិទ្យុសកម្មនៃγ-quanta។

កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ។

កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ មានជួរខ្លីកងកម្លាំង។ ពួកវាលេចឡើងនៅចម្ងាយតិចតួចបំផុតរវាងស្នូលនៅក្នុងស្នូលនៃលំដាប់ 10-15 ម៉ែត្រ។ ប្រវែង (1.5-2.2) 10-15 ម៉ែត្រត្រូវបានគេហៅថា ជួរនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ។

កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែររកឃើញ គិតថ្លៃឯករាជ្យ ៖ ការទាក់ទាញរវាងនឺត្រុងពីរគឺដូចគ្នា ដោយមិនគិតពីស្ថានភាពបន្ទុកនៃនុយក្លេអុង - ប្រូតុង ឬនឺត្រុង។ ការចោទប្រកាន់ឯករាជ្យនៃកងកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានគេមើលឃើញពីការប្រៀបធៀបនៃថាមពលចង ស្នូលកញ្ចក់ . ដូចម្តេចដែលហៅថា នុយក្លេអ៊ែ?,ដែលចំនួនសរុបនៃ nucleon គឺដូចគ្នា។,ប៉ុន្តែចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងមួយគឺស្មើនឹងចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងមួយទៀត.

កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរមាន ទ្រព្យសម្បត្តិតិត្ថិភាព , ដែលបង្ហាញខ្លួនវានៅក្នុង, ថានុយក្លេអុងនៅក្នុងស្នូលធ្វើអន្តរកម្មតែជាមួយចំនួនកំណត់នៃនុយក្លេអុងជិតខាងដែលនៅជិតបំផុត. នោះហើយជាមូលហេតុដែលមានការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរនៃថាមពលចងនៃស្នូលនៅលើចំនួនម៉ាស់របស់វា។ ក. ការតិត្ថិភាពស្ទើរតែពេញលេញនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុង α-particle ដែលជាការបង្កើតមានស្ថេរភាពខ្លាំង។

កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរពឹងផ្អែកលើ ទិសដៅបង្វិល nucleon អន្តរកម្ម. នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយតួអក្សរផ្សេងគ្នានៃការខ្ចាត់ខ្ចាយនឺត្រុងដោយម៉ូលេគុល ortho- និង para-hydrogen ។ នៅក្នុងម៉ូលេគុលអ័រតូអ៊ីដ្រូសែន ការវិលនៃប្រូតុងទាំងពីរគឺស្របទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ខណៈដែលនៅក្នុងម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាអ៊ីដ្រូសែនពួកវាគឺប្រឆាំងនឹងប៉ារ៉ាឡែល។ ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថាការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃនឺត្រុងនៅលើប៉ារ៉ាអ៊ីដ្រូសែនគឺធំជាងការខ្ចាត់ខ្ចាយនៅលើអ័រតូអ៊ីដ្រូសែន 30 ដង។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរមិនមែនកណ្តាលទេ។

ដូច្នេះសូមរាយបញ្ជី លក្ខណៈទូទៅនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ :

ជួរខ្លីនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ ( រ~ 1 fm);

សក្តានុពលនុយក្លេអ៊ែរដ៏ធំ យូ~ 50 MeV;

· ការពឹងផ្អែកនៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរលើការបង្វិលនៃភាគល្អិតអន្តរកម្ម;

· តួអក្សរ tensor នៃអន្តរកម្មនៃ nucleon;

· កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរពឹងផ្អែកលើការតំរង់ទិសទៅវិញទៅមកនៃពេលវេលាវិល និងគន្លងគន្លងនៃស្នូល (កម្លាំងបង្វិល-គន្លង);

អន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរមានទ្រព្យសម្បត្តិនៃការតិត្ថិភាព;

ការចោទប្រកាន់ឯករាជ្យនៃកងកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ;

ការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈនៃអន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរ;

ការទាក់ទាញរវាង nucleon នៅចម្ងាយធំ ( r> 1 fm) ត្រូវបានជំនួសដោយ repulsion នៅតូច ( r < 0,5 Фм).

ដោយសារស្នូលនៃអាតូមប្រតិកម្មនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្មគីមី លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់អាតូមអាស្រ័យជាចម្បងទៅលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃសំបកអេឡិចត្រុងនៃអាតូម។ ដូច្នេះយើងនឹងសិក្សាលម្អិតបន្ថែមទៀតលើការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយ ហើយជាចម្បងលើកត្តាកំណត់លក្ខណៈគីមីនៃអាតូម (ហៅថា valence electrons) ហើយជាលទ្ធផល ភាពទៀងទាត់នៃលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់អាតូម និងពួកវា។ សមាសធាតុ។ យើងដឹងរួចហើយថាស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសំណុំនៃចំនួនបួន quantum ប៉ុន្តែដើម្បីពន្យល់ពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអ្នកត្រូវដឹងពីបទប្បញ្ញត្តិសំខាន់ៗបីដូចខាងក្រោម: 1) គោលការណ៍ Pauli, 2) the គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត និង 3) បុក Hund ។ គោលការណ៍ Pauli ។ នៅឆ្នាំ 1925 រូបវិទូជនជាតិស្វីស W. Pauli បានបង្កើតច្បាប់មួយនៅពេលក្រោយហៅថាគោលការណ៍ Pauli (ឬការដកខ្លួនរបស់ Pauli): វាអាចមានអេឡិចត្រុងពីរនៅក្នុងអាតូម ve ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិដូចគ្នា។ ដោយដឹងថាលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់អេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលេខ quantum គោលការណ៍ Pauli ក៏អាចបង្កើតបានតាមវិធីនេះដែរ៖ មិនអាចមានអេឡិចត្រុងពីរនៅក្នុងអាតូមទេ ដែលលេខ quantum ទាំងបួននឹងដូចគ្នា។ យ៉ាងហោចណាស់លេខមួយក្នុងចំនោមលេខ quantum l, /, mt ឬ m3 ត្រូវតែខុសគ្នា។ ដូច្នេះ អេឡិចត្រុងដែលមានបរិមាណដូចគ្នា - នៅក្នុងអ្វីដែលខាងក្រោមនេះ យើងយល់ព្រមបង្ហាញក្រាហ្វិកដោយសម្គាល់អេឡិចត្រុងដែលមានតម្លៃ s = + lj2> ដោយសញ្ញាព្រួញ T ហើយអ្នកដែលមានតម្លៃ J-~lj2 - ដោយព្រួញអេឡិចត្រុងពីរ ការមានវិលដូចគ្នាជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថាអេឡិចត្រុងជាមួយនឹងការបង្វិលប៉ារ៉ាឡែលហើយត្រូវបានតាងដោយ ft (ឬ C) ។ អេឡិចត្រុងពីរដែលមានវិលផ្ទុយគ្នាត្រូវបានគេហៅថាអេឡិចត្រុងដែលមានវិល aptiparallel ហើយត្រូវបានតាងដោយ | លេខ J-th l, I និង mt ត្រូវតែខុសគ្នានៅក្នុងការបង្វិល។ ដូច្នេះនៅក្នុងអាតូមមួយអាចមានអេឡិចត្រុងពីរដែលមាន n, / និង m, មួយមាន m = -1/2, មួយទៀតមាន m = + 1/2 ។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើការវិលនៃអេឡិចត្រុងពីរគឺដូចគ្នា លេខមួយក្នុងចំនោមលេខ quantum ត្រូវតែខុសគ្នា៖ n, / ឬ mh n= 1. បន្ទាប់មក /=0, mt-0 និង t អាចមានតម្លៃបំពាន៖ +1/ 2 ឬ -1/2 ។ យើងឃើញថាប្រសិនបើ n - 1 អាចមានអេឡិចត្រុងពីរបែបនេះប៉ុណ្ណោះ។ ក្នុង​ករណី​ទូទៅ សម្រាប់​តម្លៃ​ណា​មួយ​នៃ n អេឡិចត្រុង​មាន​ភាព​ខុស​គ្នា​ជា​ចម្បង​នៅ​ក្នុង​លេខ quantum ចំហៀង / ដែល​យក​តម្លៃ​ពី 0 ទៅ n-1 ។ សម្រាប់ការផ្តល់ឱ្យថាតើ / អាចមានអេឡិចត្រុង (2/+1) ដែលមានតម្លៃខុសគ្នានៃលេខម៉ាញេទិក m ។ ចំនួននេះត្រូវតែកើនឡើងទ្វេដង ចាប់តាំងពីតម្លៃដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃ l, /, និង m (ត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃពីរផ្សេងគ្នានៃការព្យាករបង្វិល mx ។ ដូច្នេះហើយ ចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងដែលមានលេខបរិមាណដូចគ្នា l ត្រូវបានបង្ហាញដោយផលបូក។ ពីនេះវាច្បាស់ណាស់ថាហេតុអ្វីបានជាមិនមានអេឡិចត្រុងលើសពី 2 នៅលើកម្រិតថាមពលទីមួយ 8 នៅលើទីពីរ 18 នៅលើទីបី។ល។ សូមពិចារណាឧទាហរណ៍ អាតូមអ៊ីដ្រូសែន iH ។ មានអេឡិចត្រុងមួយនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន iH ហើយការបង្វិលនៃអេឡិចត្រុងនេះអាចត្រូវបានដឹកនាំតាមអំពើចិត្ត (ឧទាហរណ៍ ms ^ + ij2 ឬ mt = -1 / 2) ហើយអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព s-co នៅកម្រិតថាមពលដំបូង។ ជាមួយ l- 1 (រំលឹកម្តងទៀតថាកម្រិតថាមពលទីមួយមានកម្រិតរងមួយ - 15 កម្រិតថាមពលទីពីរ - នៃកម្រិតរងពីរ - 2s និង 2p ទីបី - នៃអនុកម្រិតបី - 3 * Zru 3d ។ នៅក្នុងវេន កម្រិតរងត្រូវបានបែងចែកទៅជាកោសិកា quantum * (ស្ថានភាពថាមពលកំណត់ដោយចំនួននៃតម្លៃដែលអាចធ្វើបាន \u200b\u200bof m (ឧ. 2 / 4-1) ។ វាជាទម្លាប់ក្នុងការតំណាងក្រាហ្វិកក្រឡាជាចតុកោណ។ ទិសដៅនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុងគឺជាព្រួញ។ ដូច្នេះស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន iH អាចត្រូវបានតំណាងថាជា Ijt1 ឬអ្វីដែលដូចគ្នា ដោយ "កោសិកាកង់ទិច" អ្នកមានន័យថា * គន្លងដែលត្រូវបានកំណត់ដោយសំណុំដូចគ្នា នៃតម្លៃនៃលេខ quantum n, I និង m * នៅក្នុងកោសិកានីមួយៗ អតិបរមានៃអេឡិចត្រុងពីរជាមួយនឹងការបង្វិលប៉ារ៉ាឡែល ayati អាចត្រូវបានដាក់ដែលត្រូវបានតាងដោយ ti - ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមនៅក្នុងអាតូមអេលីយ៉ូម 2He ដែលជា quantum លេខ n-1, / \u003d 0 និង m (-0) គឺដូចគ្នាសម្រាប់អេឡិចត្រុងទាំងពីររបស់វា ហើយលេខ quantum m3 គឺខុសគ្នា។ ការព្យាករណ៍បង្វិលអេឡិចត្រុងអេលីយ៉ូមអាចជា mt \u003d + V2 និង ms \u003d - V2 The រចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអេលីយ៉ូម 2He អាចត្រូវបានតំណាងថាជា Is-2 ឬដែលដូចគ្នា 1S ហើយអនុញ្ញាតឱ្យយើងពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមចំនួនប្រាំនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទីពីរនៃតារាងកាលកំណត់៖ សំបកអេឡិចត្រុង 6C, 7N, និង VO ត្រូវតែបំពេញតាមវិធីនេះ វាមិនច្បាស់ជាមុនទេ។ ការរៀបចំដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃការបង្វិលត្រូវបានកំណត់ដោយអ្វីដែលគេហៅថាក្បួនរបស់ Hund (បង្កើតដំបូងនៅឆ្នាំ 1927 ដោយរូបវិទូអាល្លឺម៉ង់ F. Gund) ។ ក្បួនរបស់ Gund ។ សម្រាប់តម្លៃដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃ I (នោះគឺនៅក្នុងកម្រិតរងជាក់លាក់មួយ) អេឡិចត្រុងត្រូវបានរៀបចំតាមរបៀបដែលចំនួនសរុបមួយរយ * គឺអតិបរមា។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើចាំបាច់ត្រូវចែកចាយអេឡិចត្រុងបីក្នុងកោសិកាចំនួនបី / ^- នៃអាតូមអាសូត នោះពួកវានីមួយៗនឹងមានទីតាំងនៅក្នុងក្រឡាដាច់ដោយឡែកមួយ ពោលគឺដាក់នៅលើគន្លង p-orbitals ចំនួនបីផ្សេងគ្នា៖ ក្នុងករណីនេះ សរុប ការបង្វិលគឺ 3/2 ចាប់តាំងពីការព្យាកររបស់វាគឺ m3 - 4-1/2 + A/2 + 1/2 = 3/2 * អេឡិចត្រុងបីដូចគ្នាមិនអាចត្រូវបានរៀបចំតាមរបៀបនេះទេ៖ 2p NI ពីព្រោះបន្ទាប់មកការព្យាករនៃចំនួនសរុប ការបង្វិលគឺ mm = + 1/2 - 1/2+ + 1/2 = 1/2 ។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ ពិតប្រាកដដូចខាងលើ អេឡិចត្រុងមានទីតាំងនៅក្នុងអាតូមនៃកាបូន អាសូត និងអុកស៊ីហ្សែន។ ចូរយើងពិចារណាបន្ថែមទៀតអំពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមនៃសម័យកាលទីបីបន្ទាប់។ ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងសូដ្យូម uNa កម្រិតថាមពលទីបីដែលមានលេខ quantum សំខាន់ n-3 ត្រូវបានបំពេញ។ អាតូមនៃធាតុទាំងប្រាំបីដំបូងនៃសម័យកាលទីបីមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដូចខាងក្រោមៈ សូមពិចារណាពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមទីមួយនៃសម័យកាលទីបួននៃប៉ូតាស្យូម 19K ។ អេឡិចត្រុង 18 ដំបូងបំពេញគន្លងដូចខាងក្រោម: ls12s22p63s23p6 ។ ហាក់ដូចជា; ថាអេឡិចត្រុងទីដប់ប្រាំបួននៃអាតូមប៉ូតាស្យូមត្រូវតែធ្លាក់លើកម្រិតរង 3d ដែលត្រូវនឹង n=3 និង 1=2។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយតាមការពិត វ៉ាឡង់អេឡិចត្រុងនៃអាតូមប៉ូតាស្យូមមានទីតាំងនៅក្នុងគន្លង 4s ។ ការ​បំពេញ​សំបក​បន្ថែម​បន្ទាប់​ពី​ធាតុ​ទី ១៨ មិន​កើត​ឡើង​ក្នុង​លំដាប់​ដូច​ក្នុង​រយៈពេល​ពីរ​ដំបូង​នោះ​ទេ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមត្រូវបានរៀបចំស្របតាមគោលការណ៍ Pauli និងក្បួនរបស់ Hund ប៉ុន្តែតាមរបៀបដែលថាមពលរបស់វាតូចជាងគេ។ គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត (ការរួមចំណែកដ៏ធំបំផុតក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍គោលការណ៍នេះត្រូវបានធ្វើឡើងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងស្រុក V. M. Klechkovsky) - នៅក្នុងអាតូម អេឡិចត្រុងនីមួយៗមានទីតាំងនៅដើម្បីឱ្យថាមពលរបស់វាមានតិចតួច (ដែលត្រូវនឹងទំនាក់ទំនងដ៏ធំបំផុតរបស់វាជាមួយស្នូល) . ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយលេខ quantum សំខាន់ n និង side quantum number / ដូច្នេះ កម្រិតរងទាំងនោះដែលផលបូកនៃតម្លៃនៃលេខ quantum pi / គឺតូចបំផុតត្រូវបានបំពេញមុន។ ឧទាហរណ៍ ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅកម្រិតរង 4s គឺតិចជាងនៅកម្រិតរង 3d ចាប់តាំងពីក្នុងករណីទីមួយ n+/=4+0=4 និងនៅក្នុងទីពីរ n+/=3+2= 5; នៅកម្រិតរង 5* (n+ /=5+0=5) ថាមពលគឺតិចជាងនៅ Ad (l + /=4+ 4-2=6); ដោយ 5p (l+/=5 +1 = 6) ថាមពលគឺតិចជាងដោយ 4/(l-f/= =4+3=7) ល។ វាគឺជា V. M. Klechkovsky ដែលជាលើកដំបូងក្នុងឆ្នាំ 1961 បានបង្កើតសំណើទូទៅដែលអេឡិចត្រុងនៅក្នុង ស្ថានភាពដីកាន់កាប់កម្រិតមួយដែលមិនមែនជាតម្លៃអប្បបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃ n ប៉ុន្តែជាមួយនឹងតម្លៃតូចបំផុតនៃផលបូក n + / « ក្នុងករណីដែលផលបូកនៃតម្លៃនៃ pi / គឺស្មើនឹងពីរកម្រិតរង កម្រិតរងជាមួយ a low value n. ឧទាហរណ៍ នៅ sublevels 3d, Ap, 5s ផលបូកនៃតម្លៃនៃ pi/ គឺស្មើនឹង 5. ក្នុងករណីនេះ កម្រិតរងដែលមានតម្លៃតូចជាងនៃ n ត្រូវបានបំពេញដំបូង i.e. , 3dAp-5s, ល នៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev នៃធាតុ, លំដាប់នៃការបំពេញជាមួយនឹងកម្រិតអេឡិចត្រុងនិងកម្រិតរងគឺដូចខាងក្រោម (រូបភាព 2.4) ។ ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម។ គ្រោងការណ៍នៃការបំពេញកម្រិតថាមពល និងកម្រិតរងជាមួយអេឡិចត្រុង ដូច្នេះយោងទៅតាមគោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត ក្នុងករណីជាច្រើន វាមានថាមពលច្រើនសម្រាប់អេឡិចត្រុងដើម្បីកាន់កាប់កម្រិតរងនៃកម្រិត "លើស" ទោះបីជាកម្រិតរងនៃកម្រិត "ទាបជាង" ក៏ដោយ។ មិនត្រូវបានបំពេញ៖ នោះហើយជាមូលហេតុដែលនៅក្នុងដំណាក់កាលទី 4 កម្រិតរង 4s ត្រូវបានបំពេញមុនគេ ហើយបន្ទាប់ពីនោះកម្រិតរង 3d ប៉ុណ្ណោះ។

គន្លងអាតូមិកនីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងថាមពលជាក់លាក់មួយ។ លំដាប់នៃ AO នៅក្នុងថាមពលត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់ Klechkovsky ពីរ:

1) ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយតម្លៃនៃ principal (n) និង orbital ( លីត្រ) លេខ quantum ដូច្នេះ ដំបូង អេឡិចត្រុង បំពេញ កម្រិតរងទាំងនោះ ដែលផលបូក (n + លីត្រ) តូចជាង.

ជាឧទាហរណ៍ មនុស្សម្នាក់អាចសន្មត់ថាកម្រិតរង 3d មានថាមពលទាបជាង 4s។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយយោងទៅតាមច្បាប់ Klechkovsky ថាមពលនៃរដ្ឋ 4s គឺតិចជាង 3d ពីព្រោះសម្រាប់ 4s ផលបូក (n + លីត្រ) = 4 + 0 = 4 និងសម្រាប់ 3d − (n + លីត្រ) = 3 + 2 = 5.

2) ប្រសិនបើផលបូក (n + លីត្រ) គឺដូចគ្នាសម្រាប់កម្រិតរងពីរ (ឧទាហរណ៍ សម្រាប់កម្រិតរង 3d និង 4p ផលបូកនេះគឺស្មើនឹង 5) កម្រិតជាមួយនឹងតូចជាង។ ន. ដូច្នេះការបង្កើតកម្រិតថាមពលនៃអាតូមនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទី 4 កើតឡើងតាមលំដាប់ដូចខាងក្រោម: 4s - 3d - 4p ។ ឧទាហរណ៍:

21 Sc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 , 31 Ga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1

ដូច្នេះដោយគិតគូរពីច្បាប់ Klechkovsky ថាមពលនៃគន្លងអាតូមិកកើនឡើងតាមស៊េរី

1 វិ< 2s < 2p < 3 < 3p < 4s ≤3 ឃ< 4p < 5s ≤ 4d < 5p < 6s ≤ 4f ≤ 5d < 6p < 7s ≤ 5f ≤ 6d < 7p

ចំណាំ។ សញ្ញា ≤ មានន័យថាថាមពល AO គឺនៅជិត ដូច្នេះនៅទីនេះ ការបំពានច្បាប់ Klechkovsky គឺអាចធ្វើទៅបាន។

ដោយប្រើស៊េរីនេះមនុស្សម្នាក់អាចកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមណាមួយ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះអ្នកត្រូវបន្ថែមនិងដាក់អេឡិចត្រុងជាបន្តបន្ទាប់នៅលើកម្រិតរងនិងគន្លងអាតូមិច។ ក្នុងករណីនេះចាំបាច់ត្រូវគិតគូរពីគោលការណ៍ Pauli និងច្បាប់របស់ Hund ពីរ។

3. គោលការណ៍ Pauliកំណត់សមត្ថភាពរបស់ AO៖ អាតូម​មួយ​មិន​អាច​មាន​អេឡិចត្រុង​ពីរ​ដែល​មាន​លេខ​ Quantum ទាំង​បួន​ដូច​គ្នា​នោះ​ទេ។

ម្យ៉ាង​ទៀត AO មួយ​ដែល​កំណត់​ដោយ​លេខ quantum បី​អាច​ផ្ទុក​បាន​តែ អេឡិចត្រុងពីរជាមួយនឹងការបង្វិលផ្ទុយ, i.e. សម្រាប់ AO មួយ ជម្រើសពីរដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ការបំពេញរបស់វាអាចត្រូវបានសរសេរ៖

អេឡិចត្រុងមួយ និងអេឡិចត្រុងពីរ ↓ ។

ក្នុងករណីនេះ ទិសដៅជាក់លាក់នៃការបង្វិលសម្រាប់អេឡិចត្រុងមួយក្នុងគន្លងមិនមានបញ្ហានោះទេ វាមានសារៈសំខាន់តែមួយគត់ដែលវិលសម្រាប់អេឡិចត្រុងពីរក្នុង AO មួយមានសញ្ញាផ្ទុយគ្នា។ គោលការណ៍ Pauli និងការពឹងពាក់គ្នាទៅវិញទៅមករវាងតម្លៃនៃ n, លីត្រនិង m កំណត់ចំនួនអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃអេឡិចត្រុងក្នុងមួយគន្លង កម្រិតរង និងកម្រិត (តារាង 2.4):

-នៅលើមួយ AO ​​- 2អេឡិចត្រុង;

- នៅកម្រិតរង លីត្រ- 2(2l+1)អេឡិចត្រុង;

- នៅកម្រិត n - 2n 2អេឡិចត្រុង។

តារាង 2.4

ការចែកចាយអេឡិចត្រុង

ដោយកម្រិតថាមពល កម្រិតរង និងគន្លង

កម្រិតថាមពល	លេខ quantum សំខាន់	កម្រិតរងថាមពល	គន្លងអាតូមិច	ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុង
				កម្រិតរង	កម្រិត
1		ស( លីត្រ= 0)
		ស( លីត្រ= 0)
2		ទំ( លីត្រ= 1)
		ស( លីត្រ= 0)
3		ទំ( លីត្រ= 1)
		ឃ( លីត្រ=2)

4. ច្បាប់របស់ Two Hund ពិពណ៌នាអំពីលំដាប់ដែលអេឡិចត្រុងបំពេញ AO នៃកម្រិតរងមួយ៖

ច្បាប់ទីមួយ៖ នៅក្នុងកម្រិតរងដែលបានផ្តល់ឱ្យ អេឡិចត្រុងមានទំនោរនឹងបំពេញស្ថានភាពថាមពល (AO) តាមរបៀបដែលផលបូកនៃការបង្វិលរបស់ពួកគេនៅក្នុងតម្លៃដាច់ខាតគឺអតិបរមា។ ក្នុងករណីនេះថាមពលនៃប្រព័ន្ធគឺតិចតួចបំផុត។

ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាអំពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមកាបូន។ ចំនួនអាតូមនៃធាតុនេះគឺ 6. នេះមានន័យថាមានអេឡិចត្រុង 6 នៅក្នុងអាតូម ហើយពួកវាស្ថិតនៅលើកម្រិតថាមពល 2 (អាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលទីពីរ) i.e. 1s 2 2s 2 2p 2 . តាមក្រាហ្វិក កម្រិតរង 2p អាចត្រូវបានតំណាងតាមបីវិធី៖

ម 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1

A B C

ចំនួននៃការបង្វិលនៅក្នុងជម្រើស កស្មើសូន្យ។ នៅក្នុងវ៉ារ្យ៉ង់ ខនិង ក្នុងផលបូកនៃការបង្វិលគឺ៖ ½ +½ = 1 (អេឡិចត្រុងពីរគូតែងតែបន្ថែមដល់សូន្យ ដូច្នេះយើងយកទៅពិចារណាលើអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គង)។

នៅពេលជ្រើសរើសរវាងជម្រើស ខនិង ក្នុងអនុវត្តតាមច្បាប់ទីពីររបស់លោក ហ៊ុន : រដ្ឋដែលមានចំនួនអតិបរមា (ជាតម្លៃដាច់ខាត) នៃលេខម៉ាញេទិកមានថាមពលអប្បបរមា។

យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Hund ជម្រើសមានគុណសម្បត្តិមួយ។ ខ(ផលបូកនៃ |1+ 0| គឺស្មើនឹង 1) ចាប់តាំងពីនៅក្នុងវ៉ារ្យ៉ង់ ក្នុងផលបូក |+1–1| ស្មើ 0 ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់ឧទាហរណ៍រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃធាតុ vanadium (V) ។ ចាប់តាំងពីលេខអាតូមរបស់វាគឺ Z = 23 អេឡិចត្រុង 23 ត្រូវតែដាក់នៅលើកម្រិតរងនិងកម្រិត (មាន 4 ក្នុងចំណោមពួកគេព្រោះថាវ៉ាណាដ្យូមស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលទី 4) ។ យើងបំពេញតាមលំដាប់លំដោយ៖ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p ៦ 4s 2 3d ៣ (បានគូសបញ្ជាក់កម្រិតមិនទាន់បញ្ចប់ និងកម្រិតរង)។ ការដាក់អេឡិចត្រុងនៅលើ 3d-AO យោងទៅតាមក្បួនរបស់ Hund នឹងមានៈ

សម្រាប់សេលេញ៉ូម (Z = 34) រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចពេញលេញគឺ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p ៤, កម្រិតទីបួនគឺមិនពេញលេញ។

ការបំពេញកម្រិតរងនេះបើយោងតាមច្បាប់របស់ Hund: 4p

តួនាទីពិសេសក្នុងគីមីវិទ្យាត្រូវបានលេងដោយអេឡិចត្រុងនៃកម្រិតដែលមិនបានកាន់កាប់ចុងក្រោយ និងកម្រិតរង ដែលត្រូវបានគេហៅថា valence(នៅក្នុងរូបមន្ត V, Se ត្រូវបានគូសបញ្ជាក់)។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុង vanadium ទាំងនេះគឺជាអេឡិចត្រុងនៃកម្រិតទី 4 ដែលមិនបំពេញ 4s 2 និងកម្រិតរង 3d 3 ដែលមិនបំពេញ , i.e. 5 អេឡិចត្រុងនឹងជា valence 4s 2 3d ៣ ; សេលេញ៉ូមមាន 6 អេឡិចត្រុង 4s 2 4p ៤ .

ដោយឈ្មោះនៃកម្រិតរងចុងក្រោយដែលត្រូវបំពេញ ធាតុត្រូវបានគេហៅថា s-ធាតុ, p-ធាតុ, d-ធាតុ និង f-ធាតុ។

រូបមន្តនៃ valence អេឡិចត្រុងដែលបានរកឃើញយោងទៅតាមច្បាប់ដែលបានពិពណ៌នាត្រូវបានគេហៅថា Canonical. តាមពិត រូបមន្តពិតដែលបានកំណត់ពីការពិសោធន៍ ឬការគណនាមេកានិចកង់ទិច ខុសគ្នាខ្លះពីរូបមន្ត Canonical ចាប់តាំងពី ច្បាប់របស់ Klechkovsky គោលការណ៍របស់ Pauli និងច្បាប់របស់ Gund ពេលខ្លះត្រូវបានបំពាន។ ហេតុផលសម្រាប់ការរំលោភទាំងនេះត្រូវបានពិភាក្សាដូចខាងក្រោម។

ឧទាហរណ៍ ១. សរសេររូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមនៃធាតុដែលមានលេខអាតូម 16។ គូរ valence អេឡិចត្រុងជាក្រាហ្វិក ហើយកំណត់លក្ខណៈមួយក្នុងចំណោមពួកវាដោយលេខ quantum ។

ការសម្រេចចិត្ត. អាតូមលេខ 16 មានអាតូមស្ពាន់ធ័រ។ ដូច្នេះបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរគឺ 16 ជាទូទៅអាតូមស្ពាន់ធ័រមាន 16 អេឡិចត្រុង។ រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមស្ពាន់ធ័រត្រូវបានសរសេរ៖ 1s 2 2s 2 2p 6 ៣ស ២ ៣ភ ៤. (Valence អេឡិចត្រុងគូសបញ្ជាក់)។

រូបមន្តក្រាហ្វិកនៃ valence អេឡិចត្រុង៖

ស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនីមួយៗនៅក្នុងអាតូមមួយត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលេខចំនួនបួន។ រូបមន្ត​អេឡិច​ត្រូនិក​ផ្តល់​តម្លៃ​នៃ​លេខ quantum សំខាន់ និង​លេខ​កង់ទិច​គន្លង។ ដូច្នេះសម្រាប់អេឡិចត្រុងដែលបានសម្គាល់ រដ្ឋ 3p មានន័យថា n = 3 និង លីត្រ= 1(ទំ) ។ រូបមន្តក្រាហ្វិកផ្តល់តម្លៃនៃលេខចំនួនពីរបន្ថែមទៀត - ម៉ាញេទិក និងវិល។ សម្រាប់អេឡិចត្រុងដែលបានសម្គាល់ m = -1 និង s = 1/2 ។

ឧទាហរណ៍ ២. កំណត់លក្ខណៈអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់នៃអាតូម scandium ដោយលេខចំនួនបួន។

ការសម្រេចចិត្ត. Scandium ស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលទី 4 i.e. ស្រទាប់កង់ទិចចុងក្រោយគឺទី 4 ក្នុងក្រុមទី 3 i.e. អេឡិចត្រុងបី។

រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃវ៉ាឡង់អេឡិចត្រុងគឺ៖ 4s 2 3d 1 ។

រូបមន្តក្រាហ្វិក៖

ប្រសិនបើភាគល្អិតដូចគ្នាបេះបិទមានលេខ quantum ដូចគ្នា នោះមុខងាររលករបស់ពួកគេគឺស៊ីមេទ្រីទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរភាគល្អិត។ វាធ្វើតាមដែលថា fermion ដូចគ្នាបេះបិទពីរដែលរួមបញ្ចូលក្នុងប្រព័ន្ធមួយមិនអាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នាបានទេ ពីព្រោះ សម្រាប់ fermions មុខងាររលកត្រូវតែជា antisymmetric ។ ដោយសង្ខេបទិន្នន័យពិសោធន៍ V. Pauli បានបង្កើត គោលការណ៍ ករណីលើកលែង , ឯណា ប្រព័ន្ធ fermion ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ មានតែនៅក្នុងរដ្ឋប៉ុណ្ណោះ។,ពិពណ៌នាដោយមុខងាររលក antisymmetric(ការបង្កើតមេកានិចកង់ទិចនៃគោលការណ៍ Pauli) ។

ពីមុខតំណែងនេះធ្វើតាមរូបមន្តសាមញ្ញជាងនៃគោលការណ៍ Pauli ដែលត្រូវបានណែនាំដោយគាត់ចូលទៅក្នុងទ្រឹស្ដីកង់ទិច (1925) សូម្បីតែមុនពេលការសាងសង់មេកានិចកង់ទិច៖ នៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃ fermion ដូចគ្នា។ ពួកគេទាំងពីរមិនអាចក្នុងពេលដំណាលគ្នាបានទេ។ ស្ថិតក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នា។ . ចំណាំថាចំនួន bosons ដូចគ្នានៅក្នុងរដ្ឋដូចគ្នាមិនត្រូវបានកំណត់ទេ។

សូមចាំថាស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយត្រូវបានកំណត់ដោយឯកឯងដោយសំណុំ បួនលេខ quantum :

មេ ន ;

គន្លង លីត្រ ជាធម្មតារដ្ឋទាំងនេះតំណាងឱ្យ 1 ស, 2ឃ, 3f;

ម៉ាញេទិក ();

· បង្វិលម៉ាញេទិក () ។

ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយកើតឡើងតាមគោលការណ៍ Pauli ដែលអាចត្រូវបានបង្កើតសម្រាប់អាតូមក្នុងទម្រង់សាមញ្ញបំផុត៖ នៅក្នុងអាតូមតែមួយ មិនអាចមានអេឡិចត្រុងលើសពីមួយ ដែលមានលេខចំនួនបួន quantum ដូចគ្នា៖ ន, លីត្រ, , :

Z (ន, លីត្រ, , ) = 0 ឬ 1,

កន្លែងណា Z (ន, លីត្រ, , ) គឺជាចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងស្ថានភាព quantum ដែលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសំណុំនៃលេខចំនួនបួន៖ ន, លីត្រ, , . ដូច្នេះ គោលការណ៍ Pauli ចែងថា អេឡិចត្រុងពីរនោះ។ ,ចងក្នុងអាតូមដូចគ្នា មានតម្លៃខុសគ្នា ,យ៉ាងហោចណាស់ ,លេខ​មួយ​នៃ​លេខ Quantum .

ចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរដ្ឋដែលពិពណ៌នាដោយសំណុំនៃលេខចំនួនបី ន, លីត្រនិង មហើយខុសគ្នាតែក្នុងទិសដៅនៃវិលអេឡិចត្រុងគឺស្មើនឹង៖

,

(8.2.1)

ពីព្រោះចំនួន spin quantum អាចយកតែតម្លៃពីរគឺ 1/2 និង –1/2។

ចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងដែលស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋកំណត់ដោយលេខពីរ ននិង លីត្រ:

.

(8.2.2)

ក្នុងករណីនេះ វ៉ិចទ័រនៃសន្ទុះមុំគន្លងនៃអេឡិចត្រុងអាចចាប់យកក្នុងលំហ (២ លីត្រ+ 1) ការតំរង់ទិសផ្សេងៗគ្នា (រូបភាព 8.1) ។

ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរដ្ឋដែលកំណត់ដោយតម្លៃនៃលេខ quantum សំខាន់ ន, ស្មើ៖

.

(8.2.3)

សំណុំនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមពហុអេឡិចត្រុង,មានលេខ quantum សំខាន់ដូចគ្នា n,បានហៅ សែលអេឡិចត្រុងឬ ស្រទាប់ .

នៅក្នុងសែលនីមួយៗអេឡិចត្រុងត្រូវបានចែកចាយតាមបណ្តោយ សំបករង ដែលត្រូវគ្នានឹងរឿងនេះ លីត្រ.

តំបន់នៃលំហ,ដែលក្នុងនោះមានប្រូបាប៊ីលីតេខ្ពស់ក្នុងការស្វែងរកអេឡិចត្រុង, បានហៅ សែលរង ឬ គន្លង . ទិដ្ឋភាពនៃប្រភេទសំខាន់ៗនៃគន្លងត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៨.១.

ចាប់តាំងពីចំនួនគន្លងគន្លងយកតម្លៃពី 0 ទៅ នោះចំនួននៃ subshells គឺស្មើនឹងចំនួនធម្មតា នសំបក។ ចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុង subshell មួយត្រូវបានកំណត់ដោយលេខ quantum spin ម៉ាញ៉េទិច និងម៉ាញេទិក៖ ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុង subshell ជាមួយនឹងការផ្តល់ លីត្រស្មើនឹង ២(២ លីត្រ+ ១). ការរចនានៃសែល ក៏ដូចជាការចែកចាយអេឡិចត្រុងលើសំបក និងស្រទាប់រង ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង។ មួយ។

តារាងទី 1

លេខ quantum សំខាន់ ន

និមិត្តសញ្ញាសែល

ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសែល

លេខគន្លងគន្លង លីត្រ

តួអក្សររង

ចំនួនអតិបរមា អេឡិចត្រុងនៅក្នុង សែលរង