O`zbekiston Respublikasi Oliy va O`rta maxsus Vazirligi Qo`qon davlat pedagogika instituti Tabiiy Fanlar Fakulteti Kimyo kafedrasi Kimyo Yo`nalishi Umumiy kimyo fanidan Mustaqil ishi Bajardi: Haydarova Zaynabxon 02/23 guruh Qabul qildi

Noaniqlik printsipi.
V. Geyzenberg (1927) noaniqlik printsipini o'rnatdi: mikrozarrachaning o'rnini (uning koordinatalarini) va uning impulsini (momentum 𝑝 = 𝑚𝜐) bir vaqtning o'zida aniq aniqlash mumkin emas.
Noaniqlik printsipining matematik ifodasi:

Bu yerda ∆𝑥 , ∆𝑝 , ∆𝜐 mos ravishda zarrachaning joylashuvi, impulsi va tezligidagi noaniqliklardir. (3) munosabatlardan kelib chiqadiki, zarracha koordinatasi qanchalik aniq aniqlansa (noaniqlik ∆𝑥 qancha kam bo'lsa), tezlik shunchalik aniq bo'lmaydi (∆𝜐 shunchalik katta). Aksincha, impuls (tezlik) qanchalik aniq ma'lum bo'lsa, zarrachaning joylashuvi shunchalik noaniq bo'ladi. Demak, agar elektronning joylashuvi 10-12 m aniqlik bilan aniqlansa, u holda tezlikdagi noaniqlik 58000 km/s ni tashkil qiladi. Makrozarralar uchun ℎ/𝑚 nisbatining qiymati juda kichik (ya'ni, ∆𝑥 va ∆𝜐 ahamiyatsiz), shuning uchun klassik mexanika qonunlari ular uchun amal qiladi, ular doirasida zarrachaning tezligi va joylashuvi mumkin. bir vaqtning o'zida aniq belgilanishi kerak.Energiyani kvantlash, mikrozarrachalar harakatining to'lqinli tabiati, noaniqlik printsipi - bularning barchasi klassik mexanikaning mikrozarrachalar harakatini tavsiflash uchun yaroqsiz ekanligini ko'rsatadi. Shunday qilib, atomdagi elektronning holatini moddiy zarrachaning qandaydir orbita bo'ylab harakati sifatida tasvirlash mumkin emas. Kvant mexanikasi elektronning fazodagi o'rnini aniqlashdan bosh tortadi; u zarrachaning aniq joylashuvi haqidagi klassik tushunchani fazoning berilgan nuqtasida yoki yadro atrofidagi 𝑑 𝑉 hajmli elementda elektronni topishning statistik ehtimolligi tushunchasi bilan almashtiradi.


Mavzu: . ELEKTRON BULUT
Funktsiya haqida tashvishlanardim. Elektron harakati to'lqin xarakteriga ega bo'lgani uchun kvan mexanikasi uning atomdagi harakatini 𝜓 to'lqin funksiyasi yordamida tasvirlaydi. Atom fazosining turli nuqtalarida bu funktsiya turli qiymatlarni oladi. Matematik jihatdan bu 𝜓 = 𝜓 ( 𝑥, y, 𝑧 ) tengligi bilan yoziladi, bunda x, y, 𝑧 nuqtaning koordinatalari. To'lqin funktsiyasining jismoniy ma'nosi: uning kvadrati 2 atom fazosining ma'lum bir nuqtasida elektronni topish ehtimolini tavsiflaydi. 𝜓 2 𝑑𝑉 miqdori ko'rib chiqilayotgan zarrachani hajm elementida 𝑑 𝑉 aniqlash ehtimolini ifodalaydi. Atomdagi elektron holatining modeli sifatida elektron buluti g'oyasi qabul qilinadi, uning tegishli bo'limlarining zichligi u erda elektronni topish ehtimoli bilan mutanosibdir. Atomdagi elektron bulutining mumkin bo'lgan shakllaridan biri rasmda ko'rsatilgan. 2-rasm
2-rasm. Elektron bulut 3-rasm Kesilgan chegara yuzasi
Bu raqamni quyidagicha talqin qilish mumkin. Faraz qilaylik, bir vaqtning o'zida biz yadro atrofidagi uch o'lchovli fazoda elektronning holatini suratga olishga muvaffaq bo'ldik. Bu fotosuratda nuqta sifatida aks etadi. Keling, bu ta'rifni minglab marta takrorlaylik. Qisqa vaqt oralig'ida olingan yangi fotosuratlar elektronni yangi pozitsiyalarda ochib beradi. Ko'pgina bunday fotosuratlar, ustiga qo'yilganda, bulutga o'xshash rasmni hosil qiladi. Shubhasiz, bulut eng ko'p nuqtalar bo'lgan joyda eng zich bo'ladi, ya'ni. elektronning eng ko'p topilishi mumkin bo'lgan hududlarda. Shubhasiz, elektron va yadro o'rtasidagi bog'liqlik qanchalik kuchli bo'lsa, elektron buluti qanchalik kichik bo'lsa va zaryad taqsimoti zichroq bo'ladi.Elektron buluti ko'pincha chegara yuzasi sifatida tasvirlanadi (elektron bulutining taxminan 90% ni qamrab oladi). Bunday holda, nuqtalar yordamida zichlik belgisi o'tkazib yuboriladi (3-rasm). Yadro atrofidagi kosmosning elektron joylashishi mumkin bo'lgan hududi orbital deyiladi. Chegara yuzasining shakli va o'lchamlari.
Atom (molekula) va uning energiyasining berilgan joyida elektronni topish ehtimolini hisoblash murakkab matematik masaladir. U Shredinger to'lqin tenglamasi deb ataladigan tenglama yordamida echiladi. Shredinger tenglamasi to‘lqin funksiyasini 𝜓 elektron potentsial energiyasi U va uning umumiy energiyasi E bilan bog‘laydi:

bu erda birinchi had elektronning kinetik energiyasiga to'g'ri keladi;

𝑥, 𝑦 va 𝑧 𝑚 koordinatalari boʻyicha toʻlqin funksiyasining
𝜓 ikkinchi hosilalari yigʻindisi
elektron massasi; ℎ - Plank doimiysi.

To'lqin tenglamasining matematik ma'nosini aniqlamagan holda, biz uning maqbul echimlari faqat elektron energiyasining aniq belgilangan diskret qiymatlari uchun mumkinligini ta'kidlaymiz. To‘lqin tenglamasining yechimi bo‘lgan turli funksiyalar 𝜓 1, 𝜓 2, 𝜓 3, … 𝑛, o‘z energiya qiymatiga ega:

𝐸 1, 𝐸 2, 𝐸 3, … 𝐸.
Shredinger tenglamasining yechimi bo'lgan to'lqin funksiyasi orbital deb ataladi. Shaklda. 4 va 5 da vodorod atomining elektroni uchun yadrodan r masofasiga qarab uning energiyasining ikki xil qiymatiga mos keladigan 𝜓 va 𝜓 2 o'zgarishlar grafiklari ko'rsatilgan. Shaklda ko'rsatilgan. 4 ta egri yo'nalishdan mustaqil. unda o'lchangan masofa r chiziladi.Bu elektron bulutning sharsimon ekanligini bildiradi simmetriya (2 va 3-rasmga qarang). Egri 𝜓 masofa o'qining bir tomonida joylashgan (abscissa o'qi), ya'ni. to'lqin funksiyasi doimiy belgiga ega; ijobiy deb hisoblaymiz.

4-rasm. Atomning eng kam energiyali elektroni uchun 𝜓 va 𝜓 2 grafiklari

5-rasm. Vodorod atomining qo'zg'alish holatidagi elektroni uchun 𝜓 va 𝜓 2 grafiklari


Boshqa elektron qiymati uchun 𝜓 va 𝜓 2 egri chiziqlar shaklda ko'rsatilgan shaklga ega. 5. Bunda yadroning bir tomonida to'lqin funksiyasi musbat, ikkinchi tomonida manfiy bo'ladi; boshida 𝜓 qiymati nolga aylanadi. 𝜓 2 egri chizig'i, tabiiyki, faqat 𝜓 2 ning ijobiy qiymatlariga mos keladi. Ko'rib chiqilayotgan to'lqin funksiyasi va uning kvadrati sferik simmetriyaga ega emas. Elektron buluti 𝑥 o'qi bo'ylab to'plangan; va 𝑦𝑧 tekislikda, bu o'qga perpendikulyar, ehtimollik elektronning yashash joyi nolga teng. Shuning uchun elektron bulut dumbbellga o'xshaydi.