Стр. 25 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
23
Таким образом, магнитное квантовое число m характеризует число атом-
ных орбиталей на данном подуровне, а также ориентацию атомных орбиталей в
пространстве.
Количество орбиталей для наглядности в литературе принято изображать
в виде отдельных ячеек.
p
s f
d
Орбитали с одинаковой энергией в рамках одного подуровня называются
вырожденными. Таким образом, р-состояние вырождено трехкратно;
d-состояние пятикратно; f-состояние вырождено семикратно.
4. Спиновое квантовое число – s. Квантовые числа n, l и m не полностью
характеризуют состояние электрона в атоме. Спектроскопия более высокого
разрешения показала, что многие линии в спектре представляют собой дублеты
(линия, состоящая из близко расположенных двух тонких линий), которые не
удается объяснить, исходя из орбитального движения электронов. Особенно
показательный пример – дублет желтых линий натрия 589,0 и 589,6 нм, кото-
рый четко разделяется даже простыми спектрометрическими приборами.
Для объяснения частого появления дублетов в линейчатых спектрах
Дж. Уленбек и С. Гаудсмит [11] в 1925 г. выдвинули предположение, что электрон
имеет еще одно квантовое число, так называемый спин. Упрощенно спин можно
представить как вращение электрона вокруг собственной оси в ту или иную сторо-
ну. Спиновое квантовое число s (в литературе его часто обозначают и как ms)
имеет только два значения s = ±1/2, представляющие собой две проекции угло-
вого момента движения (вращения) электрона на выделенную ось.
Существование спина было экспериментально подтверждено Штерном и
Герлахом [12], которые сумели разделить пучок атомов водорода в неоднород-
ном магнитном поле на две одинаковые части, согласно их спинам.
В этих экспериментах атомы водорода со спиновым квантовым числом
+ ½ отклонялись в одну сторону, а атомы со спиновым квантовым числом - ½ –
в противоположную. Электроны с разными s в литературе часто обозначаются
стрелками, направленными вверх или вниз .
Наличие электронного спина оказалось важным фактором, влияющим на
строение атома. Впервые это осознал немецкий физик В. Паули [13]. Как мы
увидим далее, принцип Паули требует, чтобы на каждой орбитали находилось
не более двух электронов. Спин электрона играет важную роль во многих про-
цессах и явлениях, например, при заполнении электронами орбиталей атома,
образовании ковалентной связи и обеспечении устойчивости атомов.
В 1925 г. В.Паули сформулировал принцип запрета, который сразу внес
ясность в очень многие атомные явления. Он предложил простое правило: в
каждом отдельном квантовом состоянии может находиться только один элек-