Elektronisk sky

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. december 2016; checks kræver 4 redigeringer .

En elektronsky  er en visuel model, der afspejler fordelingen af ​​sandsynlighedstæthedsfunktionen for at finde en elektron i et atom eller molekyle afhængigt af elektronens energi.

Ifølge Bohrs teori bevæger en elektron i et brintatom i grundtilstanden sig rundt om kernen i en cirkulær bane med en radius a 0 = 0,529Å og en konstant hastighed V 0 = 2,182 × 10 8 cm/sek. Det kvantemekaniske billede ligner dette, men mindre defineret [1] . Bølgefunktionen ψ, som beskriver en elektrons bevægelse i dette atom, har en større værdi i umiddelbar nærhed af kernen; i en afstand på 1–2 Å falder den hurtigt til nul [1] . Bølgefunktionens kvadrat er sandsynlighedsfordelingsfunktionen for elektronens position, så ψ 2 dv betyder sandsynligheden for, at elektronen er i volumen dv, og 4πr 2 ψ 2 dr er sandsynligheden for, at den vil være i en afstand fra r til r + dr fra kerner [1] .

Figuren viser den radiale fordeling af sandsynligheden for at finde en elektron i et brintatom i grundtilstanden.

Den radiale fordelingskurve for sandsynligheden for at finde en elektron i et brintatom viser, at sandsynligheden for at finde en elektron er maksimal i et tyndt sfærisk lag centreret ved protonstedet og med en radius lig med Bohr-radius a 0 [2] .

Pauling påpegede, at et brintatom i grundtilstanden kan beskrives ved at sige, at en elektron bevæger sig rundt om kernen med en variabel hastighed V 0 , som normalt forbliver i en afstand på omkring 0,5 Å. "Hvis vi betragter en tilstrækkelig lang tidsperiode, hvor mange cyklusser af elektronbevægelser kan fuldføres, så kan vi beskrive atomet som en kerne omgivet af en sfærisk symmetrisk kugle af negativ elektricitet" [1] .

Jo stærkere bindingen er mellem elektronen og kernen, jo mindre er elektronskyen og jo tættere ladningsfordelingen [3] .

Elektronskyen er oftest afbildet som en grænseflade (omfatter omkring 90 % af tætheden). I dette tilfælde er tæthedsbetegnelsen ved hjælp af prikker udeladt [3] .

Elektronskyen og den kemiske binding

Hvis man antager, at elektronernes bevægelse er uafhængig af meget langsommere nukleare bevægelser ( adiabatisk tilnærmelse ), kan man ganske strengt beskrive dannelsen af ​​en kemisk binding som et resultat af Coulomb-tiltrækningskræfterne af positivt ladede atomkerner til en elektronsky koncentreret i internuclear space (se fig. 2) [4] .

Ladningen af ​​denne sky har en tendens til at bringe kernerne tættere på hinanden (bindingsregionen), mens den elektroniske ladning uden for det internukleære rum (ikke-bindingsregion) har en tendens til at skubbe kernerne fra hinanden. Nuklear frastødnings kræfter virker også i samme retning. Når atomerne nærmer sig ligevægtsafstanden, passerer en del af elektrontætheden fra det ikke-bindende område ind i bindingsområdet. Den elektroniske ladning er fordelt i begge områder, således at de kræfter, der har tendens til at bringe kernerne tættere sammen og frastøde dem, er de samme. Dette opnås ved en vis ligevægtsafstand svarende til bindingslængden [4] .

Noter

  1. 1 2 3 4 L. Pauling . "Arten af ​​den kemiske binding". - oversættelse fra engelsk af M. E. Dyatkina, redigeret af prof. Ja. K. Syrkina . - M. - L .: Forlag for kemisk litteratur, 1947. - S. 22-23. - 440 s.
  2. Blokhintsev D.I. Grundlæggende om kvantemekanik. - M . : Nauka, 1983. - S. 211-212. — 664 s. - 19 500 eksemplarer.
  3. 1 2 Akhmetov N. S. "Uorganisk kemi". Lærebog for universiteter. - 2., revideret. og yderligere .. - M . : "Højskole", 1975. - S. 10. - 672 s.
  4. 1 2 Chemical Encyclopedic Dictionary / kap. udg. I. L. Knunyants . - M. : Sov. encyklopædi, 1983. - S.  646 . — 792 s.

Se også