If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:8:22

Видео транскрипция

В предишно видео говорихме как електроните запълват различни енергийни нива в единичен атом. Видяхме, че чрез използване на правилото на Паули за изключването, което казва, че никои два електрона не могат да имат идентични енергийни нива – електроните запълват по следния начин, да кажем, например, натрият, който има 11 електрона – те може да запълнят по този начин. Но големият въпрос беше какво се случва, ако имаш два атома, които са много близо един до друг, почти образуват молекула, като два натриеви атома, много близо един до друг. Също видяхме, че сега всеки атом не може да има такава конфигурация, електроните не могат да запълнят така, понеже ако го направят, правилото на Паули за изключването бива нарушено и получаваме много електрони идентични енергийни нива. Големият въпрос е какво ще се случи с тази система. Ако това не ти е познато или ти трябва припомняне, чудесно ще е да се върнеш, да изгледаш това видео първо, а после се върни тук. Но когато атомите се доближат много един до друг, това, което се случва, е, че атомните орбитали на всеки атом се припокриват една с друга и се трансформират в това, което наричаме молекулна орбитала. Ако разгледаш една s орбитала в този натрий и една s орбитала в този натрий, те се комбинират и образуват една s молекулна орбитала. Атомните орбитали са нещо, което е уникално за всеки атом, но една молекулна орбитала е уникално енергийно ниво за цялата молекула. И, познай, понеже двете атомни орбитали се припокриват, молекулната орбитала ще има две енергийни нива. Ако гледаме едно s... нека опитам да нарисувам това. Ако преначертаеш енергийното ниво, но сега не за атома, а за цялата тази молекула, тогава едното s от това и едното s от това се комбинират и образуват нова една s молекулна орбитала. И тази молекулна орбитала сама по себе си има две енергийни нива, две енергийни нива. Тези две енергийни нива принадлежат на една s молекулна орбитала. Обикновено ги наричаме 1s и 1s*. И, отново, това е нещо, което може би вече научи по химия, теорията за молекулните орбитали. Тази по-нискоенергийна орбитала се нарича свързваща орбитала, по-високоенергийната орбитала се нарича антисвързваща орбитала. И, отново, ако ти трябва повече яснота, чудесно ще е да гледаш тези видеа по химия. Но, познай, нещата не ни трябват толкова подробно тук, просто трябва да разберем, че двете атомни орбитали се комбинират и стават една молекулна орбитала, и имат две енергийни нива. И предпочитам да мисля за това като толкова удобно решаващо принципа за изключване на Паули, понеже сега двата електрона от този натрий могат да запълнят това ниво на молекулната орбитала, а двата електрона от този натрий могат да запълнят тази молекулна орбитала, енергията на орбиталата. И сега принципът на Паули е изпълнен, понеже тези два електрона вече не са идентични. И същото нещо ще се случи с нашите 2s орбитали, те също ще се припокрият и сега ще имаш 2s молекулна орбитала, която също ще има две енергийни нива. И, познай, не е нужно да помним това "*". Просто ще нарека това 1s молекулно, 2s молекулно. И същото нещо ще се случи и тук. Два електрона от този атом може би запълват по-ниските, а 2s електроните от другия могат да запълват по-високите и така нататък. И, сега, забележи, всички електрони имат различни енергийни нива. Принципът е изпълнен. И сега какво мислиш ще се случи, ако добавим трети натриев атом към сместа? Сега три атомни орбитали се припокриват. И, като резултат, молекулната ни орбитала има три енергийни нива, три такива енергийни нива. Ще ги нарисувам отново. Ще нарисуваш нещо ново, нещо такова. Сега всяка молекулна орбитала ще има три енергийни нива. И сега мисля, че можеш да разбереш накъде отиваме с това. Колкото повече атоми добавим, толкова повече енергийни нива ще има молекулната ни орбитала. И, в крайна сметка, ако имаме цяло твърдо вещество, което е изградено от натрий, което има около 10^23 атома в едно, тогава новата ни молекулна орбитала на цялото твърдо вещество сега ще има 10^23 нива. Ако начертаеш това, то ще е интересно. Как би изглеждало? Отново, това сега е енергийното ниво на всички електрони в твърдото вещество. И сега 1s молекулна орбитала е има 10^23 нива. И можем да нарисуваме това. Ще нарисувам най-ниското тук и най-горното тук, а после трябва да запълня 10^23 нива. Това е лесно. Ето как правим това. Имам предвид, помисли, ако нарисувам 10^23 нива тук, не мислиш ли, че би изглеждало ето така? 10^23 линии една върху друга биха изглеждали ето така. И, забележи, вече не можем да идентифицираме отделните енергийни нива, понеже пролуките между тях ще са изключително малки. И, като резултат, предпочитаме да мислим за тези енергии като непрекъснати енергии. И също предпочитаме да мислим за това като енергиен континуум. Можем да забравим за малките пролуки, енергийни пролуки между тях. И после мислим за това по този начин и можем да наречем това – вече не е точно молекулна орбитала, а ще наречем това енергийна лента. Това се нарича енергийна лента. И думата лента обозначава, че ще игнорираме малките пространства, които съществуват между тези 10^23 нива и просто приемаме, че цялото това нещо е една голяма група енергия. Всички енергийни нива оттук чак до тук са непрекъснато налични. И този енергиен континуум наричаме енергийна лента. И, подобно, ще имаме 2s лента. Ще я начертаем по същия начин. Ще начертая най-ниското и най-високото, и 10^23 линии между тях. И това ще наречем 2s лента. И така нататък. И има други ленти, като 3s и 3р, просто ми свърши мястото тук. И, забележи, тъй като едно дискретно ниво може да съдържа два електрона, ако има N атома, тогава тук ще има N нива. Нека запишем това, ако има N атома, тогава ще има N нива. И общият брой електрони, които могат да се поберат, ще е 2N. Тази лента може да съдържа 2N електрона, тази лента също може да побере 2N електрона. Но, забележи, че единично р ниво може да побере шест електрона. Така че р лентата може да побере 6N електрона. И така нататък. Добре, да обобщим. Видяхме, че ако имаш единичен атом, или ако имаш газ, понеже в един газ атомите са толкова раздалечени, че можем да ги приемем за безкрайно раздалечени и да приемем, че са единични атоми. Това също работи и за газ. Можем да запишем, че това работи и за газ. Ако работиш с газове, тогава всеки електрон има дискретно енергийно ниво. Така че ако един електрон иска да премине от едно ниво в друго, той трябва да прескочи, няма непрекъснати налични енергии, като стъпала тук. Но докато атомите се приближават и, в крайна сметка, образуват твърдо вещество, те образуват енергиен континуум и наричаме този континуум ленти и в лентите енергиите, които са налични, са непрекъснати. Електроните могат да притежават всяка непрекъсната енергия, която искат, в тази лента. И името на тази теория не е изненадващо – лентова теория за твърдите вещества. И сега, като използваме тази теория, можем да разберем как се генерират свободни електрони и защо определени материали имат лесно налични свободни електрони, което ги прави проводници, а други нямат.
Кан Академия – на български благодарение на сдружение "Образование без раници".