Cтраница 4
Каждое семейство характеризуется общностью свойств. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева отражает все особенности в заполнении энергетических уровней электронами. [46]
В - отличие от частиц максвелловского газа суммарная энергия движения нуклонов пропорциональна не первой степени числа частиц, а почти квадрату числа частиц. В конечном счете именно этот арифметический закон и квантовый принцип заполнения энергетических уровней нуклонами и являются основой наблюдаемых закономерностей строения стабильных ядер и превращения неустойчивых ядер. [47]
Обычно если d - оболочка заполнена меньше чем наполовину, то состояние с минимальным значением / занимает самый низкий энергетический уровень. Если d - оболочка заполнена более чем наполовину, то наблюдается обратный порядок заполнения энергетических уровней. [48]
Из предположения об устойчивости наполовину заполненной g - оболочки следует, что элемент с атомным номером 130 ( 5g9) должен помещаться в третьей группе, где располагаются гадолиний ( 4 / 7) и кюрий ( 5 / 7) с наполовину заполненными / 14-оболочками. Он носит совершенно схематический характер и имеет целью показать возможность распространения периодического закона Менделеева и закономерностей заполнения энергетических уровней на элементы, следующие за актиноидами и за элементами, завершающими 7 - й период. Строение 8-го и 9-го периодов должно быть, по-видимому, идентичным. [49]
Внимательный читатель должен был заметить, что обсуждавшиеся здесь энергии ионизации и возбуждения, а также результирующая диаграмма энергетических уровней относились только к газообразным атомам. Однако оказывается, что рассмотренные диаграммы, особенно изображенная на рис. 4.6, дают довольно точную информацию о заполнении энергетических уровней атомов и в конденсированных системах. Эта диаграмма, таким образом, позволяет сопоставлять между собой многие свойства элементов, находящихся в жидком и в твердом состоянии, а также свойства молекул. [50]
Для систем, у которых частицы распределены согласно статистикам Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака, связь между температурой и видом функции распределения оказывается еще более сложной. Однако в теоретических исследованиях обычно приходится определять не температуру по известной функции распределения, а, наоборот, находить заполнение энергетических уровней по известной ( измеренной) температуре. [51]
Это, однако, не соответствует действительности, так как в твердом кристаллическом теле постоянно имеется в наличии много электронов-в каждом атоме от 1 до 100 - движение которых связано другим принципом квантовой механики - запретом Паули. Большее или меньшее количество электронов на каждый атом проявляется в нашей энергетической схеме ( рис. 2) как большее или меньшее заполнение энергетических уровней. [52]
В последнее время, однако, такого рода оценки были поставлены под сомнение. Дело в том, что обычно используемый вариант квазиклассической модели [83-88] игнорирует так называемые оболочечные эффекты, вызванные индивидуальными особенностями заполнения энергетических уровней и зон атомов, и описывает усредненные характеристики вещества. [53]
В изолированной системе полная энергия остается постоянной, но полная энергия еще не позволяет полностью охарактеризовать состояние системы. Для этого необходимо знать, как энергия распределена между дозволенными квантовыми состояниями. При равновесии заполнение энергетических уровней ( температура) и плотность энергии поступательного движения частиц ( давление) одинаковы во всех частях системы. Сдвиги в распределении энергии по направлению к таким равновесным условиям характеризуют изменения в изолированных системах, а нередко также изменения в замкнутых и в открытых системах. [54]
Подход к этой проблеме, найденный Лэнгфордом и Греем [2], представляется в настоящее время наиболее разумным и перспективным, однако здесь он не будет рассмотрен. Объяснение основано на предположении о предпочтительном заполнении низших энергетических уровней в схеме расщепления d - орбиталей. Получающаяся в результате такого заполнения потеря ( или выигрыш) в ЭСКП является решающим фактором при определении конфигурации переходного состояния. [55]