Строение вещества: Учебное пособие

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    08-Dec-2016

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<ul><li><p>- </p><p>. . </p><p>-</p><p>2004</p></li><li><p>2</p><p> - </p><p> 54.654. 197. 07</p><p> .. : . .: , 2004. - 150 .</p><p> 1 , - , , - - .</p><p> , . . , . - . , , . - - .</p><p>: - -</p><p> (. . . , -. .-. , .);</p><p>. . , - . , . ; . . , . .</p><p>, . </p><p> - , 2004</p><p> .., 2004</p></li><li><p>3</p><p> 1 , -</p><p> . </p><p> , . -</p><p>, -</p><p> , , -</p><p>, .</p><p> -</p><p> , -</p><p> , . -</p><p> , . 134 </p><p> , </p><p> . . , , .135 138 -</p><p> , -</p><p> . -</p><p>, , -</p><p>, </p><p>.</p></li><li><p>4</p><p> , </p><p> " ", </p><p> . </p><p> -</p><p>, , </p><p> , </p><p> .</p><p> -</p><p> , -</p><p> . </p><p> , -</p><p>, , .</p></li><li><p>5</p><p> 1. </p><p>1.1. </p><p> "" -</p><p> . , </p><p> "", "". </p><p>, </p><p> . </p><p> .</p><p> ( "" ) -</p><p> , -</p><p> , . -</p><p> , -</p><p> "".</p><p>. , -</p><p>, </p><p>. </p><p>.</p><p> -</p><p> . , -</p><p> -</p><p> . , , -</p><p> "" -</p><p>. , -</p><p> . , </p><p> , </p><p> .</p></li><li><p>6</p><p>1.2. </p><p> 2300 , </p><p> . -</p><p> IV .., (460 </p><p>370 . ..) , XIX , -</p><p>.</p><p> -</p><p> ?</p><p> XIX , -</p><p>, -</p><p> . ,</p><p> , -</p><p> . -</p><p> 70- XIX . -</p><p> , </p><p> . -</p><p>.</p><p> 1895 . X-, -</p><p> (, , </p><p> , "X-Rays" X-).</p><p> , 8 1895 -</p><p> , , </p><p> . </p><p>, . X- -</p><p> , -</p><p> . X-, -</p><p> , . -</p></li><li><p>7</p><p> ( -</p><p> ) .</p><p> , -</p><p> , </p><p>. </p><p>. : </p><p> .</p><p>" " -</p><p> . - -</p><p> .</p><p> - , -</p><p> . ,</p><p> , , </p><p> , -</p><p>. , . -</p><p> : . -</p><p> , -</p><p> .</p><p> 1899 . , , </p><p> .</p><p>. - , -</p><p> . , </p><p> ()- ()-. 1900 . </p><p> , ()-.</p><p> -</p><p> , -,</p><p> .</p><p> , , -</p><p> . </p><p> .</p></li><li><p>8</p><p>1.3. </p><p> . -</p><p> "-</p><p> " XVIII . -</p><p> , " </p><p> ". . . </p><p> , .</p><p> "" 1891 -</p><p>. </p><p> , -</p><p> . , -</p><p> , .</p><p> -</p><p>. 1909 , -</p><p> , . -</p><p> /m m -</p><p>. :</p><p> = 1.602210-19 ,</p><p>m = 9.1096010-28 </p><p> . </p><p>1886 , </p><p> . . 1914 , </p><p> , </p><p>, , </p></li><li><p>9</p><p> 1800 . -</p><p> -</p><p>, 1920 </p><p>:</p><p>p = 1.60210-19 ,</p><p>mp = 1.67310-24 </p><p> . </p><p> ( 1932 .) </p><p> -. 1.67510-24 .</p><p> " " -</p><p> . </p><p> , </p><p>, . , -</p><p> , -</p><p> . ,</p><p> 1935 . -</p><p> .</p><p> ( -</p><p> , .. ) </p><p> . - </p><p> 1964 . "" </p><p> " ", -</p><p> : " !", ,</p><p> .</p><p> , -</p><p> , -</p><p> . , </p><p> . , +, + (-</p></li><li><p>10</p><p> +1), , + (</p><p> 0).</p><p> -</p><p> .</p><p> -</p><p> : , .</p><p>1.4. </p><p> "". </p><p> , </p><p> . , -</p><p>.</p><p> , , -</p><p> , , -</p><p> . , "" , </p><p> , -</p><p>. , . </p><p>, , -</p><p>.</p><p> 1902 . , -</p><p> , . -</p><p>.</p><p> . -</p><p> (1903 .), -</p><p> , -</p></li><li><p>11</p><p> , " , </p><p> ". , -</p><p> , "" -</p><p> . </p><p>, (, </p><p> , -</p><p>). : -</p><p>.</p><p> , -</p><p> , -</p><p> . , </p><p> , "" , </p><p>, -</p><p>. "" -</p><p> .</p><p> , . . 1904</p><p> : -</p><p> , . -</p><p>, , -</p><p> . , </p><p> .</p><p> -</p><p> .</p><p> ( ) -</p><p>-, ,</p><p> , - -</p><p> .</p><p> -, </p><p> ( -</p></li><li><p>12</p><p> ) , </p><p> , , -</p><p> . </p><p> (. 1.1), - </p><p> , </p><p>. 1.1. </p><p> , .</p><p> , ,</p><p> , </p><p>. </p><p> , . -</p><p> - (-</p><p> ), </p><p> -.</p><p> . ,</p><p> - , 8000 </p><p> 90 180 . </p><p>: . </p><p> , 15- </p><p> , .</p></li><li><p>13</p><p> . . , </p><p>, : </p><p> , </p><p> . -</p><p>. </p><p> , .</p><p> , -</p><p> , . </p><p> - , -</p><p> . , -</p><p> , , -</p><p> .</p><p> : " </p><p> ". </p><p> , 1 1 . </p><p> , . : </p><p> , -</p><p> . </p><p> ( -</p><p>), .</p><p> ! -</p><p> ( 99.9 %) . -</p><p>, . </p><p> 1014 /3, 10-</p><p>12 10-13 10-8 .</p><p> , -</p><p> . </p><p> -</p><p> , </p><p>. -</p></li><li><p>14</p><p> 10-6 . , -</p><p> . , -</p><p> : ,</p><p> , -</p><p>.</p><p> -</p><p> .</p><p> 1900 , </p><p> , . </p><p> , </p><p>, h, -</p><p> :</p><p> = h</p><p>, , .</p><p> 6.625610-34 . - , "-</p><p>" . -</p><p> , </p><p> .</p><p> , , </p><p>!</p><p> . , -</p><p> , </p><p>, " " -</p><p> . -</p><p> -</p><p> . 1905 </p><p>, ( ) -</p></li><li><p>15</p><p> , . -</p><p> , .</p><p> , , -</p><p> , , </p><p> ( -</p><p> ).</p><p> , </p><p> , .</p><p> , :</p><p>- </p><p> ,</p><p>- </p><p>, .</p><p> .</p><p> , </p><p>. . -</p><p> . () </p><p> . -</p><p> , () -</p><p>. , , </p><p>. -</p><p> .</p><p> , , </p><p> . -</p><p> . </p><p> , . -</p><p> , </p><p> , .</p></li><li><p>16</p><p> -</p><p> . -</p><p> .</p><p> -</p><p>.</p><p> , </p><p> , </p><p>, - .</p><p> -</p><p>: </p><p>. .</p><p> , </p><p> : , </p><p> ..</p><p> -</p><p>. .</p><p> , </p><p>. ( </p><p> ) .</p><p> . -, -</p><p> , ,</p><p> . -, , </p><p> . , -</p><p> -</p><p>: , </p><p> .</p></li><li><p>17</p><p>1.5. </p><p> 19251926 . ,</p><p> . </p><p> , - </p><p>.</p><p> 1925 , </p><p>--- , </p><p> , , </p><p> - -</p><p> , . </p><p>, , </p><p> . -</p><p> .</p><p> , -</p><p> , -</p><p> . </p><p>- . </p><p> .</p><p> 1927 </p><p> ( . -</p><p>), . , -</p><p>, , , </p><p> . -</p><p> , -</p><p> ( 1.1.).</p><p> , (, )</p><p> : , </p><p> , . , -</p></li><li><p>18</p><p> , </p><p>, .</p><p> 1.1</p><p> .</p><p> , -</p><p> :</p><p>mvh</p><p>= ,</p><p>: h , mv ( </p><p> m v),</p><p> .</p><p>, 25.0 , -</p><p> 9.00104 /c, :</p><p>1094.21000.90.25</p><p>1062.6 334</p><p>27</p><p>=</p><p>= .</p></li><li><p>19</p><p> . -</p><p> .</p><p> , </p><p>:</p><p>104.21000.3101.9</p><p>1062.6 8828</p><p>27</p><p>=</p><p>= .</p><p> , -</p><p> 10-8 . , </p><p>.</p><p> - -</p><p> . </p><p> . -</p><p> , </p><p> . -</p><p> , -</p><p> ( </p><p> ) -</p><p> .</p><p> 1927 . , </p><p> , -</p><p> .</p><p> , -</p><p>.</p><p> , ,</p><p> -</p><p>. , , </p></li><li><p>20</p><p> (). </p><p>, </p><p> . </p><p> . , </p><p> .</p><p> , </p><p> . </p><p>.</p><p> ,</p><p> . -</p><p> - . -</p><p> , -</p><p> , .</p><p>, - -</p><p> :</p><p>- ( </p><p>, - , );</p><p>- - ( </p><p> );</p><p>- .</p><p> , </p><p> , .</p><p> "" </p><p> ( </p><p> ). "-</p><p>" , </p><p> , </p><p>"" . -</p></li><li><p>21</p><p> , " " , </p><p> .</p><p> -</p><p> . , -</p><p> , , </p><p> 95%.</p><p> , -</p><p> , </p><p> . </p><p> .</p><p> -</p><p> , </p><p> (x, y, z, t). -</p><p> -</p><p> x, y, z t. , </p><p> , . </p><p> : (x,y,z).</p><p> ||2, -</p><p> .</p><p>. 1926</p><p>.</p><p> , :</p><p>- ( -</p><p>),</p></li><li><p>22</p><p>- ( -</p><p>),</p><p>- ( </p><p> ),</p><p>- , .. -</p><p> : - -</p><p>, , !</p><p> , -</p><p> , </p><p>1926 , </p><p> .</p><p> , -</p><p> , , -</p><p>. , </p><p> - . </p><p>*) , -</p><p> , :</p><p>( ) ,0EEh</p><p>m8n2</p><p>22 =</p><p>+</p><p> E, En , ;</p><p>m ; (.. ,</p><p>, </p><p> ).</p><p> : </p><p> , -</p><p>, , -</p><p> , .</p><p> *) .</p></li><li><p>23</p><p> : </p><p> !</p><p> -</p><p> , -</p><p> .</p><p> -</p><p>, .</p><p> , </p><p> , </p><p> . ,</p><p> , </p><p>.</p><p> , , </p><p> n, , m. -</p><p>( ) -</p><p> - , -</p><p> .</p><p> 1925 . </p><p> -</p><p> , </p><p> . </p><p> ( "spin" , ).</p><p> -</p><p> , </p><p> , </p><p> , , .</p><p>( -</p><p> , </p></li><li><p>24</p><p> ), -</p><p> . -</p><p> .</p><p> . , . -</p><p>, </p><p>- , -</p><p> .</p><p> -</p><p> . </p><p> . .</p><p>.</p><p> - </p><p>, ,</p><p> , -</p><p> . . ( ). -</p><p> 2, 10, 18, 36,</p><p>54 86, .</p><p> 1925 . </p><p> , , </p><p> , </p><p> .</p><p> -</p><p> .</p><p> (. " ", . 32).</p><p> - </p><p> , -</p><p> . .</p></li><li><p>25</p><p> . , </p><p> 10-6.</p><p>1.6. </p><p> , </p><p> , </p><p> , .</p><p>- -</p><p> , </p><p>(n), (), </p><p>(m) (ms).</p><p> , -</p><p> , -</p><p> .</p><p> (n) </p><p>1 : 1, 2, 3, 4, 5,... </p><p>.</p><p> n = 1 </p><p>. n . </p><p> (. 1.2.).</p><p> n -</p><p> : n = 1 K-, n =</p><p>2 L-, n = 3 M- : N, O, P, Q. -</p><p> .</p><p>: n, .</p></li><li><p>26</p><p> ______________ n = 4 ( )</p><p> _________ n = 3 ( )</p><p> __________ n = 2 ( )</p><p> __________ n = 1 ( )</p><p>. 1.2. </p><p> () -</p><p> : 0, 1, 2, 3, ..., n-1</p><p>( n ). </p><p> (. 1.3.) -</p><p> s (=0), p (=1), d (=2), f (=3)...( </p><p> : sharp, principal, diffuse,</p><p>fundamental).</p><p> -</p><p> , -</p><p> .</p><p> -</p><p> -</p><p> . : s, p, d f.</p><p> , (n = 1) -</p><p> s ( = 0), (n = 2) : s ( = 0) p ( = 1) ..</p><p>(. 1.4).</p><p>-</p></li><li><p>27</p><p>. 1.3. </p><p>. 1.4. </p><p> (m)</p><p> - + : -</p><p>, ...-1, 0, +1, ... + .</p></li><li><p>28</p><p> , , -</p><p> . -</p><p>, , . ,</p><p> ,</p><p> .</p><p> m -</p><p> , -</p><p>, (). </p><p> . -</p><p> .</p><p>, s- (=0) (. 1.3.), -</p><p> : m = 0.</p><p> p- (=1) ( =1 m </p><p>-1, 0 +1), : ( px), </p><p>( py) z ( pz) (. 1.3.).</p><p>900 .</p><p> =2 (d-) m : -2, -</p><p>1, 0, +1, +2 (. 1.3.). d- -</p><p>, x, y, z: dxy, dxz, dyz, dz2 dx2-y2.</p><p> f = 3 (f-), </p><p> : -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3.</p><p> .</p><p> (ms) , -</p><p> . </p><p>m : + -.</p><p> s </p><p> . -</p><p> .</p></li><li><p>29</p><p>, "" </p><p> . </p><p> - .</p><p>1.7. </p><p> , </p><p> ( </p><p> ) (. 1.5.), -</p><p> : (ms = + ), (ms = - ).</p><p> ( )</p><p> .</p><p>s-</p><p>p-</p><p>d-</p><p>f-</p><p>. 1.5. </p><p> , ( -</p><p> ) </p><p> , -</p><p> ( -</p></li><li><p>30</p><p>), , </p><p>, .</p><p>, -</p><p> d- :</p><p>d-</p><p>.. </p><p>: ++++ = +4/2.</p><p> ms (.. -</p><p> ) . -</p><p>, .</p><p> , -</p><p>, -</p><p> ( -</p><p>). , d- -</p><p>:</p><p>d-</p><p> -</p><p> . -</p><p> -</p><p>. , </p><p> .</p><p> , </p><p>( n, , m ) -</p></li><li><p>31</p><p> ms. </p><p> (. 1.6.).</p><p>s- 2 </p><p>p- 6 </p><p>d- 10 </p><p>f- 14 </p><p>. 1.6. </p><p>, -</p><p> , .</p><p>1.8. </p><p> -</p><p> , .. -</p><p> . , </p><p> . </p><p>:</p><p>nx,</p><p>: n ( , </p><p> 1,2,3, 4,5,...), </p><p>( s, p, d, f),</p><p> x , .</p></li><li><p>32</p><p>, 4d7 , </p><p> , d-, .. n=4 =2.</p><p> ,</p><p>.. , . </p><p> -</p><p> , -</p><p> ( ).</p><p> n + , </p><p> n.</p><p> , </p><p>. 1.7.</p><p>1s </p><p>2s 2p </p><p>3s 3p 3d </p><p>4s 4p 4d 4f </p><p>5s 5p 5d 5f </p><p>6s 6p 6d 6f</p><p>7s 7p 7d 7f</p><p>1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f,...</p><p>. 1.7. </p></li><li><p>33</p><p> -</p><p> . -</p><p> , </p><p> .</p><p> , </p><p> ( 13, 13 -</p><p>) ( 21, 21 )</p><p> :</p><p>13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1</p><p>21Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 21Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2,</p><p> .</p><p> , , -</p><p> , </p><p> . . :</p><p>He (1s2),</p><p>Ne (1s22s22p6),</p><p>Ar (1s22s22p63s23p6),</p><p>Kr (1s22s22p63s23p63d104s24p6),</p><p>Xe (1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6),</p><p>Rn (1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6).</p><p> -</p><p> , -</p></li><li><p>34</p><p> , </p><p> . -</p><p> -</p><p>:</p><p>13Al [Ne] 3s2 3p1</p><p>21Sc [Ar] 3d1 4s2</p><p> () , -</p><p>, () d-, -</p><p>, .</p><p>, Al 3s2 3p1, Sc - 3d14s2.</p><p>- , -</p><p> . -</p><p> , </p><p> -</p><p>.</p><p>, - -</p><p> :</p><p>13Al </p><p>1s2 2s2 2p 6 3s2 3p1</p><p>21Sc </p><p>1s2 2s2 2p6 3s2 3p6</p><p>3d1 4s2</p></li><li><p>35</p><p> -</p><p> . , , -</p><p> -</p><p>:</p><p>24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 [Ar] 3d4 4s2</p><p>29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2 [Ar] 3d9 4s2</p><p> d5 d10, ( </p><p> d-, ); , </p><p> : 4s- 3d-:</p><p>24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 [Ar] 3d5 4s1</p><p>29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 [Ar] 3d10 4s1</p><p>1.9. </p><p>1.9.1. </p><p> -</p><p> : . -</p><p> 30- XX . -</p><p> -</p><p> , </p><p> .</p><p> , , </p><p> . ,</p><p> ,</p><p> , .</p></li><li><p>36</p><p> . -</p><p> ("-</p><p> ") -</p><p>. , -</p><p>. -</p><p> .</p><p> , -</p><p> . </p><p> . -</p><p> , ( -</p><p> ).</p><p>1.9.2. </p><p> () -</p><p> . - (1932 .) -</p><p> . . . .</p><p> (Z) </p><p> ().</p><p> 1913 . . -</p><p> -</p><p> -</p><p> . . . , -</p><p> . -- -</p><p> .</p><p> (Z) , .. </p><p> , , , </p></li><li><p>37</p><p> . , </p><p> . . . Z</p><p> . -</p><p>, -</p><p> , , .</p><p> () (Z) (N).</p><p> (N) </p><p> () (Z):</p><p>N = A Z.</p><p> , </p><p>. , ( 29) </p><p> 63 :</p><p>63</p><p>29Cu.</p><p> 65 -</p><p> :</p><p>65</p><p>29Cu.</p><p> , </p><p> . </p><p> :</p><p>63Cu 65Cu.</p></li><li><p>38</p><p>1.9.3. </p><p> (, </p><p> ), , </p><p>. , , </p><p> . , :</p><p>12</p><p>6C (6 , 6 )</p><p>13</p><p>6C (6 , 7 )</p><p>14</p><p>6C (6 , 8 )</p><p> . . 1912 . -</p><p> . </p><p>, "", -</p><p> . , </p><p> , , , </p><p> . , -</p><p> "" ("" ,</p><p>"" ), .. -</p><p> . . . . -</p><p> . . , -</p><p>, , .</p><p> . -</p><p> 280 46 , .</p><p> 1500 . 150</p><p> .</p><p>. . -</p></li><li><p>39</p><p> , , 100%. , </p><p>: 92.28% 28Si, 4.67% 29Si, 3.05% 30Si.</p><p> r ( </p><p> . . ) </p><p> . -</p><p> , -</p><p> , 1/12 . </p><p>, Ar .</p><p> ( ...)</p><p> 1/12 12C. -</p><p> 12.0000 ... -</p><p> 1.66110-27 . , ..., -</p><p> :</p><p> 1.007277 ...,</p><p> 1.008665 ...,</p><p> 0.000548 ...</p><p> , </p><p>. </p><p>...</p><p>1.9.4. </p><p> - ( ), -</p><p> , , -</p><p> . -</p></li><li><p>40</p><p> .</p><p>, , 35Cl, -</p><p> , -</p><p> :</p><p>171.007277 + 181.008665 + 170.000548 = 35.289005 ...</p><p> -</p><p> 34.96885 ... 0.32016 ...</p><p> -</p><p>, -</p><p>. , </p><p> .</p><p> , .</p><p> , -</p><p> . -</p><p> ,</p><p>.. , </p><p> .</p><p> . :</p><p>E = mc2,</p><p>: m , 2.9979108 /, E .</p><p>, (4 ) 4He (</p><p> 3.037810-5 ) :</p><p> = (3.037810-5 /)(2.9979108 /)2 = 2.7301012 /</p><p> , </p><p> 10 . -</p><p> .</p></li><li><p>41</p><p> , -</p><p> (1 = 9.61010 /) . , </p><p> 4He 7 , 35Cl 8.5 .</p><p>1.9.5. </p><p> . </p><p> . , </p><p> ?</p><p> , -</p><p> 6000 , -</p><p> , 40 . -</p><p> , </p><p> , , .. </p><p> .</p><p>, </p><p>, . , -</p><p> , , -</p><p> .</p><p> -</p><p> . </p><p> , -</p><p> ? </p><p> . , </p><p>, 10-8 , </p><p> 10-12 . </p><p> . , -</p><p> -</p></li><li><p>42</p><p> , , -</p><p>, .</p><p> . , </p><p> : </p><p> 21017 1013 - 1014 /3. </p><p> : -</p><p> ( 5 3)</p><p> , 1 . </p><p> , -</p><p> .</p><p>1.9.6. </p><p> , -</p><p> , .</p><p> -</p><p> .</p><p>- </p><p>+2 4 (4He). </p><p> - -</p><p> , -</p><p> .</p><p>, </p><p>. ,</p><p>, -</p><p>.</p></li><li><p>43</p><p>, -226 - </p><p> -222, </p><p>:</p><p> 226 222 4</p><p>88Ra 86Rn + 2He.</p><p> ( </p><p> ).</p><p> : , , </p><p> , -</p><p>, . </p><p> : (-), p (), n (),</p><p>d ( ) .. , -</p><p>:</p><p> 226 222</p><p> Ra (-, ) Rn.</p><p> "-" ( </p><p> ).</p><p>- -( -</p><p> -) +-. -- </p><p> , , . </p><p> :</p><p>1 1 0</p><p>0n 1p + -1e.</p><p> , </p><p> , -</p><p>, :</p></li><li><p>44</p><p> 234 234 0</p><p>90Th 91Pa + -1e.</p><p> -234 -234 -</p><p> . .</p><p> +- -</p><p>, , -</p><p> , :</p><p>1 1 0</p><p>1p 0n + +1e.</p><p>, : </p><p> . </p><p> :</p><p>38 38 0</p><p>19K 18Ar + +1e.</p><p>- </p><p> , . -</p><p> .</p><p> - - -, -</p><p> . -</p><p> (K- L-), -</p><p> :</p><p>1 0 1</p><p>1p + -1e 0n.</p><p> , </p><p>, :</p></li><li><p>45</p><p>49 0 49</p><p>23V + -1e 22Ti.</p><