§ 187. Электронное облако для s- и p-состояний

Состояние, характеризуемое тройкой чисел описывается волновой функцией Этому состоянию соответствует характерная форма электронного облака, определяемая функцией Остановимся на виде -функций водородного атома, характеризующих различные возбужденные состояния этого атома.

Рассмотрим -состояния. Так как то и значит, для каждого имеется лишь одна -функция. Равенство говорит об отсутствии у электрона вращательного импульса. Естественно, это требует отсутствия предпочтительных направлений движения, т. е. сферической симметрии электронного облака. Уравнение Шредингера и дает такой результат: функции сферически симметричны.

На рис. 216 построены кривые радиального распределения плотности электронного облака (или, что то же самое, плотности вероятности пребывания электрона в данном месте). По оси ординат отложена величина называемая радиальной плотностью; очевидно, есть число электронов, заключенных в шаровом слое между радиусами Кривые радиальной плотности

показывают, что в состоянии имеется один максимум электронной плотности, у атома водорода он находится на расстоянии 0,53 А от ядра. В состоянии имеются два максимума плотности; правда, в основном электрон будет внутри второго максимума.

Рис. 216.

Наконец, в состоянии имеются три максимума плотности, из которых наиболее «посещаемым» является дальний.

С возрастанием главного числа электронное облако расплывается.

Рис. 217.

Совершенно иначе выглядят функции -состояний. Значению могут соответствовать три значения Представление о конфигурациях электронного облака дает рис. 217. При длинная ось «восьмерки» располагается вдоль выделенного направления, при перпендикулярно к нему. Очевидно, состояния с имеет смысл различать лишь тогда, когда они присутствуют оба. Рисунок дает некоторое представление о

симметрии электронного облака. Она одинакова для всех -состояний. Различие в главном квантовом числе сводится лишь к изменению характера радиального спада плотности: чем больше тем больше растянется картина.

Мы не будем обсуждать состояний с большими значениями их электронные облака более сложны.