Legjobb válasz
Próbálom megválaszolni az első részt anélkül, hogy a relativisztikus hatásra térnék ki. Az elektron energiája kvantált. Ezért amikor egy bizonyos energiakvantumot elnyel, akkor a magasabb szintre ugrik, amely megfelel az új elektronmennyiségnek, ami ilyesmi. Az alapállapotba kerül, amikor sugárzás formájában elveszíti az energiát.
Relativisztikus hatás akkor jelentkezik, amikor a sebesség az elektron eléri majdnem a fénysebességét. Miközben az elliptikus úton kering, az elektron közelebb kerül a maghoz. A beesés elkerülése érdekében felgyorsul a szinte fénysebességig. A relativitáselméletként az elektron tömeget nyer, így nem sérti a kozmikus sebességkorlátozást. A szögimpulzus változásának következtében annak fő tengelye elmozdul, és a pálya valami ilyennek tűnik.
Ez az energiaváltozás az atomi spektrumok finom szerkezetében nyomon követhető. Ezt nevezzük az elektron precessziójának. További relativisztikus hatások a higany folyékony állapota szobahőmérsékleten, valamint az arany és a cézium arany színe. A relativista hatás az elemek számát is szabályozza. Amint a protonok száma növekszik, az 1s elektron iránti vonzereje növekszik, ezért az 1s elektronnak nagy sebességgel kell mozognia, hogy elkerülje a beesést. A relativitáselmélet szerint ez a sebesség nem haladhatja meg a fénysebességet, így a protonok maximális száma , egy elem birtokában van, a 137.
Szerkesztés: „Tudomásul veszem, hogy a kérdésben szereplő karakterek korlátozása miatt némi homályosságot és eltérő kérdés teljesen. A lantanidokban a 6d pályán vannak elektronok a 4f helyett. Chem tanárom azt mondta, hogy ez a relativisztikus hatás miatt van. Meg tudja magyarázni ezt? ”
Lanthanides-ben az 5d pálya van, nem a 6d, a Lanthanumban pedig nincs 4f pálya. 5d = 5 + 2 = 7 és 4f = 4 + 3 = 7, a 4f kvantumszáma alacsonyabb, mint (4 ), a 4f-t először 5d előtt kell kitölteni. A nukleáris töltés növekedésével az elektronok és a mag, valamint maguk az elektronok között bonyolult interakciós halmaz zajlik. Végül ez hozza létre az elektronikus konfigurációt. Tehát az elektronkonfiguráció az atomszám növekedésével változik, ami sérti a Madelung / aufbau szabályt. Nagyobb atomszám esetén az elektronkonfiguráció az atom végstabilitásától függ, amely az elektronok effektív magtöltésétől függ. La (57-es atomszám) esetében az 5d stabilabb , mint a 4f. Tehát a 4f előtt 5d-be lép. Ez növeli annak lendületét, amely csökkenti a hullámhosszát, és így 6s-tal több mint 5d-re csökken. Ez a relativisztikus hatás a 4f rossz árnyékolásával együtt a lantanid-összehúzódást eredményezi, azt hiszem, erre hivatkozott a tanárod.
P.S. A hasonló hatást megtalálja a d-blokk elemekben. Az elektronok először 4-be, majd 3d -ba lépnek be, mert a 4-esekben több a hely, mint a 3d-ben, így kevesebb az elektron-elektron taszítás. De miután belépnek a 3d-be, jobban vonzódnak az atommaghoz, mint a 4s elektronokhoz. Tehát amikor oxidációs állapotba kerülnek, el kell engedniük az utoljára beírt elektront , de az elektronot 4s-ből szabadítják fel, nem pedig a 3d-ből, ezzel megsértve a last-in-last-out szabályt span>. Minden az egyes atomok stabilitásáról szól. Az n + l szabály csak a kalciumig megfelelő közelítést ad meg, amelyet a spektrális elemzés igazol. Tehát a végső stabilitás számít. Nem vagyok szakértő ezen a téren. Bölcs vélemény szükséges.
Válasz
Az atomokban az elektronok meghatározott energiaállapotokban léteznek. A talaj feletti állapotokban további energiaszintek találhatók, amelyekben az elektron lehet, és ha a megfelelő energiájú fotont elnyeli az atom, akkor az elektron megváltoztathatja állapotát, és akkor a magasabbban lesz, ami általában nagyon rövid – szokatlan segítség nélkül élt, és az elektron visszaesik az alapállapotba, akár közvetlenül, akár egy köztes állapoton keresztül, és minden átmenetkor fényképet bocsát ki a th energiakülönbségnek megfelelő energiáról. Ennek semmi köze a relativitáshoz, bár a kvantummechanika a korai szakaszban éppen ezt indította el. Ezek az átmenetek és a hozzájuk tartozó fotonok jellegzetes spektrumokat eredményeznek.
Itt az a zavart okozhat, hogy bizonyos átmenetekkel, például egy olyan elem spektrumával, mint az arany, nem egészen az elvárható, és a számítási vegyészek kijelentik, hogy az arany színe relativisztikus hatásnak köszönhető, ahol a belső elektronok olyan gyorsan haladnak, hogy névleges sebességük van, amely többek között a c, a fénysebesség jelentős hányada. (Ne feledje, hogy az elektronnak NINCS a pályája a klasszikus értelemben; ez a „sebesség” éppen az, amire kinetikus energiának kell lennie, összhangban a virális tétellel.) Az az érv az, ha extrapoláljuk a az úgynevezett réz és ezüst szűrési kifejezés, akkor az arany a kiút. Véleményem szerint ez helytelen – két pontból történő extrapolálás helytelen, és publikáltam egy cikket, amely megmutatja, hogy ez miért helytelen. Ez jelenleg kívül esik az érdeklődés szintjén. Véleményem szerint vissza kell térnie erre, amikor még van egy kis fizika az öv alatt, és a jelenlegi szintjén fogadja el, hogy az elemek spektruma egyszerűen a kvantummechanikán keresztül meghatározott álló állapotok közötti energiaátmeneteknek köszönhető, és különösen a Schrodinger-egyenlet. Az energiák általában túl alacsonyak ahhoz, hogy a relativitáselmélet fontos legyen.