A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok - PowerPoint PPT Presentation

arlo
slide1 n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok PowerPoint Presentation
Download Presentation
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok

play fullscreen
1 / 45
Download Presentation
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
87 Views
Download Presentation

A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok

  2. - A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok • Kiindulás: klasszikus mechanikai modell megalkotása +

  3. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 2. Schrödinger-egyenlet felírása: Hamilton-operátor összeállítása Epot(pr.-el. vonzás) Ekin(elektron) Ekin(proton)

  4. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 3. A Schrödinger-egyenlet megoldása Sajátértékek: En Sajátfüggvények: n fő kvantumszám mellék-kvantumszám m mágneses kvantumszám

  5. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 4. sajátfüggvények: más néven atompályák Az elektronsűrűséget jellemzik az n, , m kvantumszámokkal jellemzett állapotban

  6. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 5. Az n,,mkvantumszámokkal jellemzett állapot jellemzői: En energia, En = - konst. 1/n2  n m atompálya (elektronsűrűség-eloszlás) L imp. momentum absz. érték Lzimp. momentum z-komp. Lz = m M mág. momentum absz. érték Mz mág. momentum z-komp. Mz = mB

  7. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 6. A mágneses momentum megnyilvánulása: mágneses térben a H-atom energiája: Enm = En + Vm, ahol

  8. A H-atom kvantummechanikai tárgyalásaTanulságok 7. Spin: Relativisztikus hatás következménye. Akkor is van imp. momentum és mágn. momentum, ha = 0, m = 0. S imp. momentum absz. érték Szimp. momentum z-komp. Sz = s MS mág. momentum absz. érték  mág. momentum z-komp.

  9. 4. A TÖBBELEKTRONOS ATOMOK SZERKEZETE

  10. 4.1 A többelektronos atomok Schrödinger-egyenlete

  11. Klasszikus mechanikai modell Pozitív töltésű részecske (atommag), amely körül több negatív töltésű részecske (elektronok) mozog.

  12. A Schrödinger-egyenlet általános formában

  13. Többelektronos atomok Schrödinger-egyenlete Z : az atom töltése

  14. Ezt a differenciál egyenletet nem lehet analitikusan megoldani, csak közelítő módszerrel (numerikusan).

  15. A többelektronos atomok energiaszintjei Két közelítés: Független részecske modellVektormodell

  16. 4.3. A független részecske-modell (visszavezetjük a H-atomra) • az elektronokat egymástól különválasztja • minden elektron gömbszimmetrikus pályán mozog, amely a mag vonzásából és az elektronok taszításából tevődik össze (a többi elektron által leárnyékolt mag tere).

  17. Eredmény: A többelektronos atom energiája az egyes atompályák elektronjai energiáinak összegeként adódik.

  18. Atompálya jellemzi. Az energia csak n és függvénye. Atompályák energiájának sorrendje: E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s<E3d (kivétel pl. Cu-atom, E3d<E4s!)

  19. Felépítési elv („Aufbau”-principle) Az atomokat „felépítjük”, az atompályákra elektronokat helyezve. Alapállapotban a legkisebb energiájú atompályán 2 elektron, a következő atompályán 2 elektron stb. helyezkedik el.

  20. Elektronkonfiguráció Az elektronok elhelyezkedése az atompályákon. Példa: alapállapotú foszfor: 1s22s22p63s23p3

  21. Elektronhéj Azonos n és kvantumszámú atompályák. Elektronok maximális száma: Magyarázat:

  22. Zárt és nyílt konfiguráció Zárt: csak teljesen betöltött és üres héjak vannak az atomban. Példa: alapállapotú Ca 1s22s22p63s23p64s2 Nyílt: van részlegesen betöltött héj. Példa: alapállapotú P 1s22s22p63s23p3

  23. Elektrongerjesztés: Egy elektron kisebb energiájú pályáról nagyobb energiájú pályára lép. Kiválasztási szabály: Ionizáció: Egy elektron eltávolítása az egyik atompályáról.

  24. Független részecske modell Előnye: szemléletes, elektronszerkezetet, ionizáció, gerjesztést könnyű elképzelni Hátránya: számítva az atomok energiáját az egyes állapotokban a kísérleti értékektől messze eltérő eredményt ad

  25. 4.4. A vektormodell Figyelembe veszi a mozgó elektronok kölcsönhatását.

  26. Mire utal a vektormodell név? A H-atom elektronjának imp. momentuma A több elektronos atomban az el.-ok imp. momentumainak vektori összege adható meg: L a csoport-mellékkvantumszám

  27. Eredmény: Egyes konfigurációkhoz egy állapot tartozik Más konfigurációkhoz több állapot, eltérő energiával

  28. Az állapotokat jellemző kvantumszámok n fő kvantumszám és az ún. csoport-kvantumszámok Lcsoport mellékkvantumszám S csoport spinkvantumszám J csoport belső kvantumszám ML , MS, MJ csoport mágneses kvantumszámok

  29. Az atomok energiája n-től nagyon, L-től, S-től közepesen, J-től kicsit függ. Mágneses térben ML , MS, MJ – től is függ.

  30. Az állapotok szimbólumai Példa:

  31. Példa: He-atom állapotai

  32. Az atomi színképekre vonatkozó kiválasztási szabályok tetszés szerint

  33. A héliumatom energiaszint-diagramja

  34. 4.6 Az atomi színképek mérése

  35. Atomspektroszkópia Cél: az elemi összetétel meghatározása. Mintakészítés: magas hőmérsékletre hevítés.

  36. A nap színképe

  37. Katódüreglámpa

  38. Katódüreglámpa abszorpciós méréshez

  39. Neonnal töltött katódüreglámpa elnyelési színképe

  40. Indukciósan csatolt plazma égő (ICP-égő)

  41. Lézer-indukált letörési spektroszkópia LIBS - laser induced breakdown spectroscopy

  42. Csempe hátlapjának kisfelbontású spektruma Nagy Balázs diplomamunkája (témav. Nemes László)

  43. Csempe hátlapjának nagyfelbontású spektruma 44

  44. Időben felbontott spektrum