Đang chuẩn bị liên kết để tải về tài liệu:
bài giảng cơ sở lý thuyết hóa học phần 2

CẤU TRÚC ELECTRON NGUYÊN TỬ 2.1. Nguyên tử H và ion giống H 2.1.1. Phương trình Schrödinger Gọi M là khối lượng của hạt nhân nguyên tử; Ze là điện tích, Z là số thứ tự trong nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn, m là khối lượng của electron có điện tích là –e. Tương tác hạt nhân-electron: U r = − | 8 2. CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC ELECTRON NGUYÊN TỬ 2.1. Nguyên tử H và ion giống H 2.1.1. Phương trình Schrodinger Gọi M là khối lượng của hạt nhân nguyên tử Ze là điện tích Z là số thứ tự trong nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn m là khối lượng của electron có điện tích là -e. Ze2 Tương tác hạt nhân-electron Ur - r M me nên xem hạt nhân đứng yên electron chuyển động. Phương trình Schrodinger tổng quát V2 T -8n2m E Ze Ỹ 0 h2 r U r chỉ phụ thuộc khoảng cách hạt nhân-electron. Biểu diễn ở toạ độ r 0 ọ thay cho toạ độ cầu. 1 d 2 dTXi 1 d . 8W. 1 d2 Ỹ 8n m.Ze 2 _n - r2 -- 2 sin 3 22 E - T 0 r dr dr r2sin0 d0 80 r2 sin2 0 ỔỸ2 h2 r T phụ thuộc r 0 ọ T r 0 R r . 0 .O 2.1.2. Orbital nguyên tử AO Hàm sóng nlm r ỡ ợ Rnl r .Ylm ỡ ợ mô tả chuyển động của một electron trong trường lực hạt nhân nguyên tử được gọi là orbital nguyên tử Atomic orbital-AO . Hàm sóng đặc trưng bằng tập hợp 3 số lượng tử n l m. -Một giá trị của n thì có n2 hàm sóng n2 AO ứng với mức năng lượng 13 6 En eV ì n -Một giá trị của l có 2l 1 giá trị của m ứng với 2l 1 hàm sóng -Trạng thái có nhiều hàm sóng ứng với một mức năng lượng gọi là trạng thái suy biến. Số hàm sóng gọi là độ suy biến. Bài giảng Cơ sở Lý thuyết Hoá học TS. Lê Minh Đức 9 Bảng 1.1 Các hàm sóng của nguyên tử H với n 1 2 3 Hàm sóng V V . Vu Vwo Vu sinOcosOcosq sin20cos2 p sin 0sin2 p r sinOcostp Vjm v pỵ sinOsintp -1 sinOcosOsintp - V.U2 V.W 2.y- l Vmi 2.1.3. Spin và năng lượng electron Giải phương trình Schrodinger xuất hiện 3 số lượng tử n l và m. Tuy nhiên tập hợp này chưa thể mô tả đầy đủ trạng thái của điện tử trong nguyên tử. Bài giảng Cơ sở Lý thuyết Hoá học TS. Lê Minh Đức 10 Để giải thích cấu tạo kép của vạch quang phổ năm 1925 Uhlenbeck và Goudsmit đưa ra giả thuyết về spin và đưa thêm vào số lượng tử spin để mô tả trạng thái của điện tử. Theo họ ngoài momnen động lượng được xác định bằng số lượng tử l điện tử còn có momen động lượng riêng hay momen spin. Năm 1928 Dirac Anh dựa vào thuyết tương đối của Einstein tương đối hoá cơ học .