Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
48
8.Podstawymechanikikwantowejistrukturaelektronowaatomów
nieprzyjętymifunkcjami),powtarzamycałąprocedurę,dochodzącdofunkcjifalowych
wszystkichelektronówwdrugimprzybliżeniu;analogiczniedostajemyfunkcjefalowe
wtrzecimprzybliżeniuikontynuujemytopostępowanietakdługo,uzyskamykolejne
przybliżenienieróżniącesięjużistotnieodpoprzedniego.Otrzymanewtensposób
jednoelektronowefunkcjefalowewszystkichnelektronówstanowią„samouzgodniony”
zespółorbitaliatomowych.
Orbitaletemożnacharakteryzowaćznanyminamliczbamikwantowymin,l,m,przy
czymkształtisymetriaorbitaluzależyodwartościliczbylanalogiczniejakdlaorbitali
jonówwodoropodobnych.Każdemuorbitalowiodpowiadaznowupewnawartośćwłasna
energii,jednakże,jaktojużzaznaczyliśmypoprzednio(p.8.3.2),zależyonatutajnie
tylkoodwartościgłównejliczbykwantowej(n),lecziorbitalnej(l).Kolejnośćenerge-
tycznąorbitalioróżnychnildlaatomówwieloelektronowychpokazanoschematycznie
narys.8.19.
8.4.2.ZakazPauliego
Dlapełnegookreśleniastanukażdegoelektronuwatomiewieloelektronowymmu-
simyznać,próczjegoorbitalu,odpowiadającąmufunkcjęspinową,awięcmusimy
podaćpróczwartościliczbkwantowychn,limjeszczewartośćms,zupełnietaksamo,
jakwatomieczyjoniejednoelektronowym.
Ważneprawo,sformułowaneprzezW.Pauliego(1925)izwanezwyklezakazem
lubzasadąPauliego,głosiconastępuje:
Wżadnymatomieniemożebyćdwuelektronówwjednakowymstaniekwantowo-
mechanicznym,tzn.dwuelektronów,któremiałybytesamewartościwszystkich
czterechliczbkwantowych.
PowyższesformułowaniezakazuPauliegowynikazogólnychwłaściwościfunkcji
falowejopisującejstanpewnegozbioruelektronów;wnaszymprzypadkuzbiórtaki
stanowiąwszystkieelektronywieloelektronowegoatomu.
Zauważmymianowicie,żeelektronynieroz-
WOLFGANGPAULI
1900-1958
różnialnewtymsensie,żejeślielektron1znajduje
Fizykaustriacki,profesorwZurychu.Ba-
sięwstanieI,opisanymspinorbitalemfI,aelek-
dałcząstkielementarne,sformułowałza-
tron2wstanieII,opisanymspinorbitalemfII,to
sadęwykluczaniaznanąjako„zakazPau-
stanukładuzłożonegoztychdwuelektronówjest
liego”.NagrodaNoblawfizyce1945.
zupełnietakisam,jakibyłbywówczas,gdybyelek-
tron2znajdowałsięwstanieI,aelektron1wsta-
nieII.Wrzeczywistościbowiemniemamywogólemożliwościokreślenia,któryelek-
tronjest1,aktóry2.Wszelkiedanedoświadczalnemogąnamdostarczyćjedynieinfor-
macji,zktórychwywnioskujemy,żeukładznajdujesięwstaniewynikającymzistnienia
pewnegoelektronuwstanieIijakiegośinnegowstanieII.