üleminekul väiksema energiaga statsionaarsesse olekusse En / J / üleminekul. 26. Iseloomusta peakvantarvu, orbitaalkvantarvu, magnetkvantarvu ja spinnkvantarvu. - Peakvantarv- eristab seisulaineid, mis on moodustunud keralaineist. Orbitaalkvantarv- määratleb orbitaallaineid, mis on sündinud tuuma läbiva telje ümber ringlevaist laineist. Määrab elektroni pöördimpulsi L. Magnetkvantarv- määrab orbitaallainete tiirlemistelje orientatsiooni ruumis. Spinnkvantarv- võib omada kahte väärtust + 0,5 ja 0,5 27. Mis määravad iga elektroni seisundi aatomis? - Neli kvantarvu: peakvantarv n, orbitaalkvantarv l, magnetkvantarv ml ja spinnkvantarv s 28. Mis tuleneb kindlasse ruumi sulustatud mikroosakese lainepikkusest tema kiiruse energia ja impulsi kohta? - Kvantarv n 29. Mis määrab lõplikult laineliste omadustega elektroni kohta aatomis? - Leiulaine 30. Selgita tõrjutus- ehk Pauli keeluprintsiipi
pikkusesse mahub täisarv elektroni leiulaineid 18.Taani füüsik N.Borh väitis kooskõlas katsetega, et aatom kiirgab (ja neelab) elektronmagnetlaineid ainult juhul kui elektron siirdub ühest elektroni orbiidist teise 19.Kvantfüüsika aatomipilt näitlikustab aatomi ehitust elektron pilve mõistega 20.Elektroni kvantseisundit aatomis määravad neli kvantarvu: peakvantarv n, asimuudikvantarv l, magnetilinekvantarv m ja spinnkvantarv s 21.Tõrjutusprintsiibi e. Pauli printsiibi kohaselt ei saa aatomis olla kahte täpselt ühesuguses kvantolekus asuvat elektroni 22.Elementide keemilised ja füüsikalised omadused on määratud elektronide arvuga ja nende asukohaga elektronkattes Greete Poderat
Mikromaailmas kehtivad täpsuspiirangud: samaaegselt ei ole võimalik kuitahes täpselt mõõta kaht füüsikalist suurust. Tunnelefektiks nimetatakse nähtust, kus osake on võimeline ületama potentsiaalibarjääri ilma välist energiat kasutamata, kui barjääri laius on väiksem kui osakese lainepikkus. Kvantarvudeks nimetatakse täisarve, mis kirjeldavad elektronide orbiite aatomis. On olemas peakvantarv, orbitaalkvantarv, magnetkvantarv ja spinnkvantarv. Tõrjutusprintsiip e. Pauli printsiip: samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni. Molekulides hoiab aatomeid koos keemiline side iooniline või koovalentne side. Tahkisteks nimetatakse aineid, mille aatomid paiknevad korrapäraselt (kristallvõres) Energiatsoonideks nimetatakse piirkondi tahkistes, mille elektronid saavad viibida või milles nende liikumine ei ole võimalik (valentstsoon, juhtivustsoon ja keelutsoon)
seiulainete kuju ja orientatsiooni kolm kvantarvu: peakvantarv n=1,2,3..., kõrval ehk orbitaalkvantarv l=0,1,2(n-1) ja magnetkvantarv ml=0,pm 1,pm2....pm l. 7.Elektroni energiatasemed vesiniku aatomis sõltuvad peakvantarvust n, mitmeelektroonses aatomis ka kõrvalkvantarvust L. Magnetkvantarvust sõltuvad energiatasemed ainult magnetväljas.Spinn. iseloomustab algosakese sise- magnetomadusi. Elektroni spinni ja tema orientatsiooni määrab spinnkvantarv s= pm ½. Tõrjutusprintsiip: ühes ja samas aatomis ei saa olla kaht elektroni mille neli kõik kvantarvu n,l,ml ja s langeksid kokku.
Osata kirjutada kvantarvude minimaalsed/maksimaalsed väärtused. n – peakvantarv, määrab energianivoo, kuhu elektron kuulub ehk määrab ära elektroni energiataseme n= 1, 2, ..., ∞ l – orbitaalkvantarv, määrab alanivoo, kuhu elektron kuulub, ja ka vastava lainefunktsiooni ruumilise kuju l= 0, 1, 2, ..., n-1 ml – magnetkvantarv, määrab orbitaali ruumilise orientatsiooni ehk näitab suunda ml= -l, ..., l ms – spinnkvantarv, näitab, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või sellega risti ms= -0,5; 0,5 Elektronstruktuuri ja elektronvalemi kirjutamine – harjutan!!! Kristallivõre energia – energia erinevus kristalli moodustavate ioonide tihepakendite ja gaasifaasis üksteisest lõpmata kaugel paiknevate ioonide vahel e 2 N A ∨z 2 z 1∨ ¿ 4 πd ε 0 Valem: E p =-A× ¿ A – Madelungi konstant
Kvantarvud elektrone iseloomustavad arvud - peakvantarv: elektoni kaugus tuumast - orbitaalkvantarv: millised võimalikud orbiidid antud n korral on stabiilsed - magnetkvantarv: elektroni liikumishulga momendil võimalik suund - spinnkvantarv: impulsimoment Pauli keeluprintsiip ühes ja samas aatomis ei saa olla kahte elektroni ühesuguses kvantolekus, mis on määratud kvantarvude nelikuga Heisenbergi määramatusprintsiibid - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese asukohta ja liikumishulka - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese energiat ja aega Aatom (millest koosneb?) koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast, mis paikneb aatomi keskel ning seda
Kvantarvud elektrone iseloomustavad arvud - peakvantarv: elektoni kaugus tuumast - orbitaalkvantarv: millised võimalikud orbiidid antud n korral on stabiilsed - magnetkvantarv: elektroni liikumishulga momendil võimalik suund - spinnkvantarv: impulsimoment Pauli keeluprintsiip ühes ja samas aatomis ei saa olla kahte elektroni ühesuguses kvantolekus, mis on määratud kvantarvude nelikuga Heisenbergi määramatusprintsiibid - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese asukohta ja liikumishulka - Ei ole võimalik kuitahes täpselt samaaegselt määrata osakese energiat ja aega Aatom (millest koosneb?) koosneb positiivse elektrilaenguga tuumast, mis paikneb aatomi keskel ning seda
1.Schrödingeri võrrand- kvantmehaanika põhivõrrand, kirjeldab mikroosakeste liikumist. 2.Mikromaailma täpsuspiirangud- osakese kirjeldamiseks kasutatavad suurused on paarikaupa täpsuslikus seoses. Kui ühe suuruse täpsust suurendada, kaotatakse teise suuruse täpsus. 3.Millal elektron satub potentsiaalbarjääriga kokku- 4.Elektroni isel kvantarvud- n-peakvantarv, l-orbitaalkvantarv, m1-magnetkvantarv ja s- spinnkvantarv 5.Kvantarvude sisu, mida näitavad- määravad elektroni olekud 6.Spinn- Elektronile(ja teistele elemntaarosakestele) omast sisemist magnetismi iseloomustab osakese spinn. 7.Selgita tõrjutusprintsiibi sisu(Pauli printsiip)- samas aatomis ei saa olla kahte ühesugust elektroni. 8.Ioonside,keemiline side. Elektriline tõmbejõud erinimeliselt laetud ioonide vahel moodustab ioonsideme. Keemiline side on vastastiktoime aatomite vahel molekulides ja ioonide vahel kristallides 9
lainefunktsiooni matemaatiline kuju 1)peakvantarv n (positiivne täisarv) – määrab elektronkihi (määrab orbitaali mõõtmed ja energia) 2)orbitaalkvantarv l (0 või positiivne täisarv) – määrab alakihi; tähistatakse töhtedega s,p,d,f (määrab orbitaali tuuma ümber ringlemise kiiruse ja selle kaudu orbitaali kuju) 3)magnetkvantarv ml (täisarv vahemikus –l....l) – määrab konkreetse orbitaali alakihis (kirjeldab orbitaalse liikumise orientatsiooni) 4)spinnkvantarv m s (-½ või ½)– iseloomustab elektroni teatavat sisemist omadust, spinni Elektronkonfiguratsioon – elektronide jaotus orbitaalidel Pauli printsiip – samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui kaks, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel – kui asmas alakihis on rohkem kui üks orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevate alakihi orbitaalidele Põhiolek – aatomi kõige madalama energiaga seisund
lainefunktsiooni matemaatiline kuju 1)peakvantarv n (positiivne täisarv) määrab elektronkihi (määrab orbitaali mõõtmed ja energia) 2)orbitaalkvantarv l (0 või positiivne täisarv) määrab alakihi; tähistatakse töhtedega s,p,d,f (määrab orbitaali tuuma ümber ringlemise kiiruse ja selle kaudu orbitaali kuju) 3)magnetkvantarv ml (täisarv vahemikus l....l) määrab konkreetse orbitaali alakihis (kirjeldab orbitaalse liikumise orientatsiooni) 4)spinnkvantarv m s (-½ või ½) iseloomustab elektroni teatavat sisemist omadust, spinni Elektronkonfiguratsioon elektronide jaotus orbitaalidel Pauli printsiip samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui kaks, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel kui asmas alakihis on rohkem kui üks orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevate alakihi orbitaalidele Põhiolek aatomi kõige madalama energiaga seisund
· määrab ära energianivoo, kuhu elektron kuulub Orbitaalkvantarv · tähis l · võib omada täisarvulisi väärtusi l= 0,1,2,...,n-1 ·iseloomustab elektroni liikumishulga momendi absoluutväärtust ·määrab kindlaks, millised võimalikud orbiidid antud n korral on stabiilsed Magnetkvantarv · Kui kõik ausalt ära rääkida..... tähis ml ·võib omada väärtusi ml=0,±1,±2,...,±(l-1),±l ·iseloomustab liikumishulga momendi vektori võimalikku suunda Spinnkvantarv · tähis ms ·väärtuseks ms=±½ · "lubab" igale orbitaalile panna 2 elektroni Lihtsamad ja keerulisemad aatomid Kergemad näited H, He Vesiniku aatomi põhiolekus on aatomituuma ümber üks elektron 1s orbitaalil Keerulisemate molekulide koostises võib olla tuhandeid aatomeid Näited: HTTP://WWW.COLORADO.EDU/PHYSICS/2000/ -> table of contents -> quantum atom -> atomic spectra Molekulide ehitus
ribadetektor. Spektrid järjestatakse ergastuse lainepikkuse kasvu järgi. 27.Mis on fluorestsentsi kvantsaagis? Fluorestsentsi kvantsaagis on fluorestsentsi efektiivsuse kvantitatiivseks näitajaks. Kvantsaagise näitaja asub vahemikus 0 (pole fluorestsentsi) kuni 1 (kõik molekulid on ergastatud olekus ja põhjustavad fluorestsentsi). kus nfl - fluorestseerivate kvantide arv ja nneel - neeldunud kvantide arv. 28.Miks TMR meetodiga saab analüüsida vaid tuumasid , mille spinnkvantarv ei ole võrdne nulliga? Kuna tuumad, kus spinnkvantarv ehk I=0 ei oma magnetmomenti ja neid ei saa uurida TMR meetodiga. Spinn määrab tuuma magnetmomendi lubatud orientatsioonide arvu välises staatilises magentväljas. 29.Kuidas tekib magnetmomendi pretsessioon? Kui tuum on asetatud välisesse magnetvälja B0 ja raadiosagedusliku välja B1, siis magnetmoment kaldub kõrvale teatud nurga all ja pretsesseerub ehk pöörleb ümber välise välja kihi B0.
Spektromeeter aparaat, kus kiirgus muundatakse fotoelemendi või termopaari abil muutuva tugevusega elektrivooluks Spektraalanalüüs - aine keemilise koostise kindlakstegemine kiirgus- või neeldumisspektrite abil Orbitaalkvantarv (l) selle poolest erinevad orbitaallained Magnetkvantarv (m) määrab orbitaalse seisulaine sümmeetriatelje asendi ruumis antud lainetüübi jaoks Spinnkvantarv (s) iseloomustab elektroni kohapeal pöörlemist (väärtused murdarvulised) Metastabiilne seisund pikaajaline seisund, kus elektron ja aatom on ergastatud olekus (10-3 sekundit) Luminestsents valguse toimel tekkinud kiirgus Luminofoor aine, mis kiirgab valgust Fluoroestsents aatomi ergastamise lõppemisel, lõppeb kohe ka kiirgus Fosforestsents ergastamise lõpetamisel ei lõppe luminestsents kohe, vaid tekib järelhelendus
· peakvantarv, n määrab elektroni energianivoo, n = 1, 2, 3, 4 ... , (kihid: K, L, M, N ..); · orbitaal- ehk kõrvalkvantarv, l määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju, l = 0, 1, 2, 3, ..., n-1 (orbitaalid: s, p, d, f ..); · magnetkvantarv, ml määrab orbitaalide arvu alanivool, iseloomustab orbitaali orientatsiooni ruumis, ml = 0, ± 1, ± 2, ± 3 ..., ± l; 1s · spinnkvantarv, ms määrab elektroni magnetmomendi suuna, ms = ± ½ . 2s 2p 3s 3p 3d Pauli printsiip aatomis ei saa olla kahte (või enamat) elektroni samas 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g kvantolekus; 6s 6p 6d
• peakvantarv, n – määrab elektroni energianivoo, n = 1, 2, 3, 4 … ∞, (kihid: K, L, M, N ..); • orbitaal- ehk kõrvalkvantarv, l – määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju, l = 0, 1, 2, 3, …, n-1 (orbitaalid: s, p, d, f ..); • magnetkvantarv, ml – määrab orbitaalide arvu alanivool, iseloomustab orbitaali orientatsiooni ruumis, ml = 0, ± 1, ± 2, ± 3 …, ± l; 1s • spinnkvantarv, ms – määrab elektroni magnetmomendi suuna, ms = ± ½ . 2s 2p 3s 3p 3d Pauli printsiip – aatomis ei saa olla kahte (või enamat) elektroni samas 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g kvantolekus; 6s 6p 6d
3) magnetkvantarv ml = 0 ; + 1 ; - 1 ; + 2 ; - 2 ; ... ; + l ; - l seotud orbitaalkvantarbuga - igale l-i väärtusele vastab 2 l + 1 magnetkvantarvu = antud tüüpi orbitaalide arv antud energia peanivool n määrab ära orbitaali orientatsiooni ruumis 5 kvantarve on tegelikult neli, neist neljas - tähistusega ms - on elektroni nn. spinnkvantarv (vt. järgmine lk.) 6 "On keegi jalgpalli näinud? (pikk paus) Mõni on..." Juha Ehrlich, 26. X. 2002 CREATED BY: Mihkel Sonn STUD. MED. I 3 MEDITSIINILINE KEEMIA keemiline side Antud energianivool on orbitaalide arv Norb = n 2 Näide:
energiat, üleminekul madalamaenergiaga orbitaalile kiirgub kvant energiat ➢ Kui aatomeid on palju, siis toimub neid üleminekuid palju ja tekib erinevatest diskreetsetest lainepikkustest koosnev kiirgus, mida saab lahutada üksikuteks kindla lainepikkusega komponentideks ja registreerida (emissioon-spektraalanalüüs). ➢ Igale orbitaalile mahub maksimaalseltkaks elektroni. 15. Kvantarvud: pea-, orbitaal-, magnet- ja spinnkvantarv. ➢ Peakvantarv (n) omab täisarvulisi väärtusi n = 1,2,3…. Mida suurem on n, seda suurem on elektroni keskmine kaugus tuumast ja seda suurem seega orbitaal. ➢ Orbitaalkvantarv (l) määrab orbitaali ruumilise kuju, tema väärtus sõltub peakvantarvu väärtusest. l väärtused on täisarvud vahemikus l= 0,1,2,3,…, (n-1) ➢ Magnetkvantarv (ml, ka m ) määrab orbitaali asendi (orientatsiooni) ruumis ning
.., n -1.Nii näiteks võib olla põhiolekus ainult 0, samal ajal kui n = 3 korral võib l väärtuseks olla kas 0, 1 või 2. Liikumishulga momendi vektori võimalikku suunda iseloomustab magnetkvantarv m l , mis võib omandada täisarvulisi väärtusi : m l = 0, ± 1, ± 2, ... ± ( l - 1 ), ± l. Näiteks kui l = 2, siis m l võib olla - 2, - 1, 0, +1 või +2. 1 Spinnkvantarv m s iseloomustab elektroni omaimpulssmomenti, selle väärtuseks võib olla ± . 2 Iga võimalikku elektroni kvantolekut aatomis kirjeldab kindel kvantarvude nelik n, l, m l , m s. Pauli keeluprintsiip : aatomis ei saa olla mitut elektroni, mille olek on määratud nelja kvantarvu ühesuguse kombinatsiooniga ,
r1=5,29 *10 astmel -11 51)Milline nägi välja Bohri kvanttingimus? Mis selle õigsust kinnitab? 52)Iseloomusta peakvantarvu, orbitaalkvantarvu, magnetkvantarvu ja spinnkvantarvu. Peakvantarv määrab ära aatomi energia ja elektroni orbiidi raadiuse n=1;2;3;.... Orbitaalkvantarv iseloomustab orbiidi kuju l=0;1;...;n-1 Magnetkvantarv on seletatud selles mõttes, et elektron võib liikuda seal nii üht kui teist pidi. Me= 0;+/-1;...+/-l Spinnkvantarv , kui elektroni pöörlemismomendi iseloomustaja S=+/- ½ 53.55)Mis määravad iga elektroni seisundi aatomis? Elektroni koha aatomis määrab ära aatomis, lõplikult 4 kvantarvu(arvud küs. Nr.52) 54)Mis tuleneb kindlasse ruumi sulustatud mikroosakese lainepikkusest tema kiiruse, energia ja impulsi kohta? 56)Selgita tõrjutus- ehk Pauli keeluprintsiipi. Antud süsteemis ei saa olla 2 täpselt ühesugust elementaarosakest.
Kvantarvud. Lainefunktsioonides esinevad sageli täisarvud, millest võib sõltuda ka lainefunktsiooni matemaatiline kuju, need arvud ongi kvantarvud. Vesiniku aatomi lainefunktsioonides sisaldub 4 kvantarvu: - peakvantarv n määrab orbitaali mõõtmed ja energia - orbitaalkvantarv l määrab orbitaali tuuma ümber ringlemise kiiruse ja selle kaudu orbitaali kuju - magnetkvantarv ml kirjeldab orbitaalse liikumise orientatsiooni - spinnkvantarv ms iseloomustab elektroni teatavat sisemist omadust, spinni Aatomorbitaalid – elektronide lainefunktsioonid aatomis Seosed kvantarvude vahel. Peakvantsarv n on positiivne täisarv; määrab elektronkihi. Orbitaalkvantarv l on null või positiivne täisarv, alati väiksem kui n ehk n-1; määrab alakihi; tähistatakse tähtedega s, p, d, f, … (l=0, 1, 2, 3, …). Magnetkvantarv ml on täisarv vahemikus –l…l; määrab konkreetse orbitaali alakihis
n=2 l=0 m=0 => 2s l = 1 m = 0; +-1 => 2p n=3 l=0 m=0 => 3s l = 1 m = 0; +-1 => 3p l = 2 m = 0; +-1; +-2 => 3d 2 orbitaalide üldarv energianivool on n => 1; 1+3; 1+3+5; etc spinnkvantarv ms – määrab elektroni magnetmomendi suuna ms = +- ½ Pauli prinsiip – aatomis ei saa olla kahte ega enamat elektroni samas kvantolekus (kõik neli kvantarvu – n, l, m, ms – ei saa olla ühesugused) igal võrdse n, l ja m-ga orbitaalil saab asuda ainult kaks elektroni, mille spinnid peavad olema vastassuunalised. minimaalse energia/aufbau prinsiip – elektronidel peab aatomis olema minimaalne
Maal- hoiab sideme; elastsusjõud on Prootonid, neutronid Näited universumi koos selline jõud koos; tuum koos Radioaktiivsed kiirgused Fundamentaalosake- algosake, mis ei koosne millestki. (lepton elektron, neutriino, kvark, vaheosakesed (nt footon) Iseloomustavad: kvantarvud (peakvantarv kihid/kõrvalkvantarv- alakihid s ja p.../magnetkvantarv- orienteeritud ruumis x,y,z/spinnkvantarv- spinn), mass, värvilaeng Elementaarosake- koosneb teistest osakestest nt kvantidest. Iseloomustavad- veidrus, sarm, ilu(omad.mis näitavad mingit sorti käitumist erinevates vastastikmõjudes) Mateeria osakesed- leptonid ja kvargid. Mateeria koosneb 1. põlvkonna osakestest (u ja d kvarkidest ja elektronidest) Leptonid- (elektron, eletronneutriino...) osalevad nõrgas vastastikmõjus ja elektromagnetjõus ja gravitatsioonil, aga ei osale tugevas vastastikmõjus
l-ist oleneb orbiidi kuju l=0, s- orbitaal, l=1, p-orbitaal, l=2, d-orbitaal, l=3, f-orbitaal. Väärtuse on diskreetsed ja täisarvkordsed. Magnetkvantarv ml määrab orbitaallainete tiirlemistelje (impulsivektori L ) orientatsiooni ruumis. Elektroni seisulaine tervikuna moodustab radiaalselt ja orbitaalselt kulgevate lainete summana. Magnetkvantarvu väärtusteks on ml = -2,-1,0,+1,+2. MLK 6004 Kvantmehhaanika 47 Spinnkvantarv ms spinn on omaimpulsimoment, millel võib olla ainult kaks väärtust: + ½ ja - ½. 56. Antiosake. Elektroni antiosake Antiosake on täpselt samasuguste omadustega, nagu osake, ainult et tema laeng on täpselt vastupidine. Näiteks prootoni antiosake on antiprooton, neutroni antiosake on antineutron ning elektroni antiosake on positron ja ta on vastaslaenguga. Vooton on oma antiosakesega aga täiesti identne. 57. Paari teke ja annihilatsioon
4.5 Kristallilised ained. orbitaaliks. Et elektron liigub ruumis, määravad tema ruumilise Selline orbitaal võib seetõttu osaliselt siduda mõne teise aatomi Tahkes agregaatolekus on osakeste vaheline toime nii tugev, et kuju elektron kattes kvantarvud: peakvantarv (n), orbitaalkvantarv vaba elektronpaari, mille tõttu tekib nõrk keemiline side osakeste liikumisel puuduvad vabadus astmed. Tüüpilised tahked (l), magnetkvantarv (ml), spinnkvantarv (ms). Peakvantarv (vesinikside). Vesiniksidemel on suur tähistus ainete lahustumisel, ained moodustavad rangelt sümmeetrilise kristallvõre, neil on määrab elektronide orbitaali energia ja iseloomustab tema molekulide assotsiatsioonil ja ainete kristallumisel. kindel sulamis temperatuur. tõenäosemat kaugust tuumast. Tema väärtused aatomi normaalses 3.8 Kompleksühendit
seda nimetakse orbitaaliks. Et elektron liigub ruumis, määravad pann kirj-l nurksulgudesse. Kui sisesfäär annab pos laengut on ta nn tahked lahused (segakrist-d). Sellised sulamid on koostiselt ja tema ruumilise kuju elektron kattes kvantarvud: peakvantarv (n), kompleks katioon, neg laenguga, kompleks anioon ja võib olla ka ehituselt homog-d(Cu+Ni;Cu+Au;Au+Ag).Sulamid võiv mood-da orbitaalkvantarv (l), magnetkvantarv (ml), spinnkvantarv (ms). neutr. Kompleks ioonide laengu neutral-vad vastasnimelise ka erin-sse ainekl-sse kuuluvate ühendite seg-l (N: Fe+C teras Peakvantarv määrab elektronide orbitaali en. ja isel-b tema laenguga ioonid, mis mood-vad välissfääri. või malm). Sulamite om-d sõlt komponentide om-s sisalduvusest, tõenäosemat kaugust tuumast
määrab elektroni lubatud statsion. energiatasemetele vastavad ruumikoordinaadid Elektronpilv- elektroni negat. Laengu jaotustiheduse ruumiline kuju aatomis Orbitaal- elektronide jaotustiheduse kuju, kus elektronide esinemise tõenäosus on kõrge peakvantarv- n:määrab elktronorbitaali energia, isel elek tõenäoseimat kaugust tuumast Orbitaalkvantarv-l: määrab orbitaali kuju Magnetkvantarv-m:isel elektronorbitaalide ruumilist orientatsiooni Spinnkvantarv e spinn:näitab,kas elekrtoni magnetmoment on magnetvälja suunaline või o ta sellega risti(+1/2 või 1/2) Erineva spinniga elektronide olemasolu kahekordistab elektronide arvu. Pauli printsiip:aatomite elektronkihtide mahutavus-aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus asuvat, st ühesuguste kvantarvudega elektroni.Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile kaks vastupidise spinniga elektronpaari.
Saab vaid väita, et teatud elektron asub antud ajamomendil ühes või teises ruumiosas, kus elektroni leidmise tõenäosust nim. ELEKTRONPILVE TIHEDUSEKS. ELEKTRONPILVE all mõistame elektroni negatiivse laenguga jaotustiheduse ruumilist kuju aatomis ORBITAAL. Kui elektron liigub ruumis määravad tema ruumilise kuju KVANTARVUD: a) peakvantarv - n b) orbitaalkvantarv l c) magnetkvantarv ml d) spinnkvantarv - ms Peakvantarv määrab elektronide orbitaali energia ja iseloomustab tema tõenäosemat kaugust tuumast. Tema väärtused on aatomi normaalolekus täisarvud 1-7ni. Energiatasemeid tähistatakse tähtedega: K, L, M, N, O, P, Q kiht. I tasemel K võib olla 1 või 2 elektroni, II tasemel L kuni 8 elektroni jne. Maksimaalselt võib olla 2.n2 elektroni. Orbitaalkvantarv l iseloomustab samal kihil olevate elektronide energia erinevust. Elektronpilve kuju ja tema
temperatuuril ja elektrilahendustes, suur elektrijuhtivus 2.2. AATOMID JA IOONID 2.2.1 Elektronide olek aatomis Elektronil on üheaegselt nii massiosakese kui laine omadused.Elektroni koordinaati ja impulssi pole üheaegselt võimalik täpselt määrata. Me võime teada ainult elektroni olekut e. elektroni orbitaali Statsionaarses olekus on elektron ainult teatud kindlatel kvanditud orbitaalidel Kvantarvud peakvantarv n n = 1, 2, 3,…, magnetkvantarv m m = 0, 1, 2,…, l spinnkvantarv s s =+1/2 või s = -1/2 orbitaalkvantarv l l = 0, 1, 2, 3,…, n-1 Pauli printsiibi kohaselt võib aatomis ühes ja samas olekus olla ainult üks elektron. Kaks elektroni aatomis peavad olema vähemalt ühe kvantarvu võrra erinevates olekutes. Ergastamata aatomis asuvad elektronid kõige madalama energiaga statsionaarsetes olekutes. Aatomi elektronkatte täitumisel täidetakse elektronidega kõigepealt kõige madalama energiaga vabad olekud
.. ; ± l . Energianivoo n orbitaalide ¿ 2C H 3 COCOOH +2 H arv avaldub n2 . 4-¿+ 36 H 2 O+6 C O2 +6 H 2 O ms Spinnkvantarv näitab elektroni . ¿ 36 AT P¿ käitumist orbitaali piires; kaks võimalikku väärtust: ATP ja ADP suhe rakkudes peab alati olema 1 1 konstantne
miinus); ta määrab elektroni lubatud energiatasemetele vastavad ruumikoordinaadid (x, y, z). Lainefunktsiooni ruut annab elektroni leidumise tõenäosuse mingis ruumiosas aatomituuma ümbruses Elektroni võimalikke energiatasemeid ja lainefunktsiooni kirjeldatakse kolme kvantarvuga, mis saadakse Schrödingeri võrrandi lahendamisel. 1. Kvantarvud: pea-, orbitaal-, magnet- ja spinnkvantarv vt vihik 2. Hundi reegel. Alanivoo piires elektronid püüavad paigutuda nii, et nende summaarne spinn oleks maksimaalne (et täidaksid maksimaalse arvu orbitaale) st. ühesugused orbitaalid (samade n ja l väärtustega) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega Neutraalsete aatomite orbitaalid täituvad nende energiatasemete kasvu järjekorras järgmiselt (iga järgmise taseme energia on eelmisest kõrgem): 1. Elektronvalem ja selle kirjutamine
Igale l väärtusele vastab (2l + 1) täisarvulist ml väärtust. Spinnorbitaalid Ühes ja samas ruumiosas võib paikneda kaks vastasmärgilise spinniga elektroni. Algselt püüti seletada spinni olemasolu kui elektroni kujuteldavat pöörlemist ümber oma telje. Tänapäeval mõistetakse spinni all elektroni omaimpulssmomenti, mis on seotud osakese ruumilise kirjeldamisega. Lainefunktsioone, mis kirjeldavad ka elektroni spinni, nimetatakse spinnorbitaalideks. Spinnkvantarv (ms) omab väärtusi -1/2 ja +1/2. Samal orbitaalil võib olla maksimaalselt kaks erineva spinnkvantarvuga elektroni, mis moodustavad elektronipaari. Orbitaalidekuju ja energiatasemed Aatomi elektronkate on kihilise ehitusega. Iga järgmise kihi elektronid on eelmistest kõrgemal energiatasemel, iga järgmise kihi elektronid on tuumast kaugemal, iga järgmise kihi samasuguse kujuga orbitaalid on suuremad eelmise kihi orbitaalidest.
Kui n + l on võrdne, siis täitub enne see alakiht, millel n on väiksem (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, ...) Aatomi orbitaalse impulsimomendiL= [L (L + 1)]1/2 määrab aatomi orbitaalkvantarv L, mille võima- likud väärtused kahe elektroni korral paiknevad l1+ l2 jal1 l2vahel. Suurema arvu elektronide korral rakendatakse L väärtuste leidmisel korduvalt sama põhimõtet. Analoogiliselt on leitav aatomi spinnkvantarv S ja nii L kui S põhjal aatomi koguimpulsimomendi J = L + S kvantarv J. Valikureeglid määravad aatomi kvantarvude muutumise siirdel. Nad väljendavad impulsi jäävuse seadust. Valikureeglid on: L = ± 1, J = ± 1, 0 v.a. 0 0, S = 0 (vähem range). Laetud osakeste võnkumisel tekkiva valguse intensiivsus on võrdeline võnkesageduse neljanda astmega: I = const 4. Soojuskiirguseks nimetatakse optilist kiirgust, mis tekib soojusliikumise energia arvelt. Kui keha tempera-
Nad väljendavad impulsi jäävuse seadust. Valikureeglid on: L = ± 1, J = ± 1, 0 v.a. 0 0, S = 0 (vähem range). Aatomi orbitaalse impulsimomendiL= [L (L + 1)]1/2 määrab aatomi orbitaalkvantarv L, mille võima- likud väärtused kahe elektroni korral paiknevad l1+ l2 jal1 l2vahel. Suurema arvu elektronide korral rakendatakse L väärtuste leidmisel korduvalt sama põhimõtet. Analoogiliselt on leitav aatomi spinnkvantarv S ja nii L kui S põhjal aatomi koguimpulsimomendi J = L + S kvantarv J. Röntgenkiirgus on kas 1) pidurdus-, e. pärsskiirgus või 2) karakteristlik kiirgus. Pärsskiirguse spekter on pidev, karakteristlikul kiirusel aga diskreetne (kindlate sagedustega). Pärsskiirgus tekib kiirete elekt- ronide järsul pidurdumisel metallkehas (röntgenitoru anoodis). Karakteristlik kiirgus tekib siis, kui röntgenitoru anoodi tabavad kiired elektronid löövad anoodi aatomite
arvu mõju on nõrgem ning magnet- ja spinnkvantarvu oma veelgi nõrgem. Elektroni oleku (seisundi) määrab kvantarvude n, l, ml ja s kindel kombinatsioon. Aatomi orbitaalse impulsimomendiL= [L (L + 1)]1/2 määrab aatomi orbitaalkvantarv L, mille võima- likud väärtused kahe elektroni korral paiknevad l1+ l2 jal1 l2vahel. Suurema arvu elektronide korral rakendatakse L väärtuste leidmisel korduvalt sama põhimõtet. Analoogiliselt on leitav aatomi spinnkvantarv S ja nii L kui S põhjal aatomi koguimpulsimomendi J = L + S kvantarv J. Röntgenkiirgus on kas 1) pidurdus-, e. pärsskiirgus või 2) karakteristlik kiirgus. Pärsskiirguse spekter on pidev, karakteristlikul kiirusel aga diskreetne (kindlate sagedustega). Pärsskiirgus tekib kiirete elekt- ronide järsul pidurdumisel metallkehas (röntgenitoru anoodis). Karakteristlik kiirgus tekib siis, kui röntgenitoru anoodi tabavad kiired elektronid löövad anoodi aatomite
annaabi.ee 
