Сложные (многоэлектронные) атомы

n = 1, 2, …, ¥ – главное квантовое число

l = 0, 1, 2, …,(n -1 ) – азимутальное (орбитальное) квантовое число

m = 0, ±1, ±2, …,± l - магнитное квантовое число

m_s = ±1/2 - магнитное спиновое квантовое число

	Слой	Число электронов в состояниях	Макси­мальное число электро­нов
s (l = 0)	p (l = 1)	d (l = 2)	f (l = 3)	g (l = 4)
	K		-	-	-	-
	L			-	-	-
	M				-	-
	N					-
	O

 

АТОМ
– собственные значения энергии n = 1, 2, …, ¥ – главное квантовое число
– момент импульса	– магнитный момент
l = 0, 1, 2, …, (n -1) – орбитальное (азимутальное) квантовое число
– проекция момента импульса на направление внешнего магнитного поля	– проекция магнитного момента на направление внешнего магнитного поля
m = 0, ±1, ±2, …, ± l – магнитное квантовое число
– собственный момент импульса	– спиновое квантовое число	собственный магнитный момент
– проекция собственного момента импульса на направление внешнего магнитного поля	– магнитное спиновое квантовое число	– проекция собственного магнитного момента на направление внешнего магнитного поля
= 0,927×10-23 Дж/Тл– магнетон Бора

Атомное ядро

Строение ядра

Ядрообозначается тем же символом, что и химический элемент

,

где X – символ химического элемента, Z – зарядовое число (порядковый номер в таблице Менделеева, число протонов в ядре), A – массовое число (число нуклонов в ядре). Число нейтронов в ядре N = A – Z.

Радиус ядра .

Заряд ядра q _я = Z× е, е = 1,6×10^-19 Кл, масса ядра m _я = m_а –Z× m _е, где m_а – масса атома (по таблице, в а.е.м.), m _е = 0,000548 а.е.м. = 9,1×10^{-31 кг.}

– протон, – нейтрон. m _р = 1,00728 а.е.м, m _n = 1,00867 а.е.м.

1 а.е.м.= 1,66×10^{-27 кг.}

D m = (Z× m _р + N × m _n)- m _я – дефект массы – D m = (Z× + (A–Z)× m _n)- m_а.

W _св = c²×D m – энергия связи ядра. [D m ] = а.е.м., c² = 931,5 МэВ/а.е.м, [ W _св] = МэВ. – удельная энергия связи.[ w _уд] = 1 МэВ/нукл.

Радиоактивность

– основной закон радиоактивного распада,

где N – число нераспавшихся ядер в момент времени t, N ₀ – начальное число ядер, l – постоянная распада.

– период полураспада – время, в течение которого распадается половина начального количества ядер.

– число ядер, распавшихся за время t.

t = 1/l – среднее время жизни ядра – время, в течение которого число нераспавшихся ядер уменьшается в е раз.

– число атомов, содержащихся в радиоактивном изотопе массой m, m – молярная масса, N_А – число Авогадро. N_А = 6,02×10²³ моль^-1.

– активность изотопа. , где А ₀ – активность изотопа в начальный момент времени. [ А ] = 1 Бк (беккерель) = 1 распад/с. (беккерель).

1 Кu (кюри) = 3,7×10¹⁰ Бк.

а = А / m – удельная активность. [ а ] = 1 Бк/кг. , где а ₀ – удельная активность изотопа в начальный момент времени.

Виды распада

a-распад: a® – ядро гелия.

® + – правило смещения приa-распаде, X – материнское ядро, Y – дочернее ядро.

b^–-распад: b^–® – электрон.

® + + – правило смещения приb^–-распаде, – антинейтрино.

b⁺-распад: b⁺® – позитрон.

® + + – правило смещения приb⁺-распаде, – нейтрино.

+ ® + – К- захват, – нейтрино.

Ядерные реакции

– ядерная реакция

В ядерных реакциях выполняются законы сохранения:

1) числа нуклонов: åА(до реакции) = åА (после реакции),

2) заряда: åZ(до реакции) = åZ(после реакции).

Энергия ядерной реакции

Q = c ²(åмассдо реакции - åмасс после реакции).

Q = (åэнергий связи после реакции -åэнергий связи до реакции).

Q > 0 – реакция экзотермическая, протекает с выделением тепла

Q < 0 – реакция эндотермическая, протекает с поглощением тепла.

ФТТ

Теплоемкость

молярная теплоемкость твердого тела C = 3 R – закон Дюлонга и Пти, где R = 8,31 Дж/(моль×К).

Если твердое тело является химическим соединением C = n (3 R) –

законНеймана-Коппа, где n – число атомов в молекуле.

Максимальная энергия колебания W_max

W_max = kТ _Д = hw_max = h n_max = ,

где ,h= 1,05×10^-34 Дж×с, h = 6,62×10^-34 Дж×с, k = 1,38×10^-23 Дж/К,

w_max, n_max максимальная частота колебаний (w = 2pn), l_min – минимальная длина волны колебаний, l_min = 2 d, где d –период решетки, – скорость звука, Т _Д – температура Дебая. _, где n – концентрация атомов.

энергия фононов W = hw = h n = ,

квазиимпульс фононов , где – волновое число.