Elektrondensitet

Elektrontætheden  er sandsynligheden for at finde en elektron på et givet punkt i konfigurationsrummet .

Overvej et brintlignende atom  - et system af to ladninger: en positivt ladet tung kerne og en elektron, sandsynligheden for at finde, som er fordelt sfærisk symmetrisk omkring kernen. For et brintatom (og lignende) i grundtilstanden afhænger elektrontætheden således kun af afstanden til kernen og er den samme på ethvert punkt af kuglen. Denne tilstand af elektronen er karakteriseret ved nul orbital vinkelmomentum (den såkaldte s - tilstand). I exciterede tilstande med en elektrons orbitalmomentum, der ikke er nul ( p -, d -, f - ... tilstande), er der ingen sfærisk symmetri af elektrontætheden. I ret komplekse molekyler er elektrontætheden som regel asymmetrisk, og elektronskyens form kan ændre sig. For eksempel, når man erstatter tre hydrogenatomer i methylgruppen af ​​eddikesyre med ekstremt elektronegative chloratomer , falder dens dissociationskonstant (pK) fra 4,76 til næsten 1 som et resultat af et induktivt induceret fald i den tiltrækkende kraft af H + til carboxylgruppe ; styrken af ​​syren øges. Der er to enkle, men logiske synspunkter på dette fænomen. Ifølge en af ​​dem afspejler en stigning i syrestyrken et skift i fordelingstætheden af ​​en enkelt overskydende elektron af carboxylsyre væk fra H+, og protontiltrækningskraften svækkes. Ifølge et andet synspunkt er årsagen til dette fænomen ikke en forskydning, men en "likvefaktion" af en "sky af negativ elektricitet", det vil sige et fald i elektrontætheden omkring et enkelt ladet oxygenatom .

Som en model for tilstanden af ​​en elektron i et atom, i kvantemekanikken , accepteres begrebet en elektronsky , hvis tæthed af de tilsvarende sektioner er proportional med sandsynligheden for at finde en elektron der.

Elektronskyen er ofte afbildet som en grænseflade. I dette tilfælde er betegnelsen af ​​den elektroniske region ved hjælp af prikker udeladt. Rummet omkring kernen, hvori elektronen højst sandsynligt vil opholde sig, kaldes atomorbitalen (hvis betydningen følger af Schrödinger-bølgeligningen ).

Der anvendes grafiske repræsentationer af elektrondensitetsfordelingen i forhold til kernen.

Kurven for den radiale sandsynlighedsfordeling viser, at elektronen er i et tyndt koncentrisk sfærisk lag med radius r og tykkelse dr omkring kernen af ​​brintatomet [1] .

Projektionen af ​​kurvemaksimum svarer til Bohr-radius α 0 =0,53 Å.

I mange tilfælde bruges forskellige tilnærmelser til at løse Schrödinger-ligningen . Den probabilistiske (statistiske) fortolkning af bølgefunktionen blev udviklet af Max Born . I 1954 blev M. Born tildelt Nobelprisen i fysik med formuleringen "For grundlæggende forskning inden for kvantemekanik, især for den statistiske fortolkning af bølgefunktionen ."

Se også

Noter

  1. Akhmetov N.S. Uorganisk kemi. - Udgave 2, revideret og udvidet. - M . : "Højskole", 1975. - 672 s.