Атом гелия. Атом гелия - спектр атома гелия. Примеры решения задач

Гелий – второй химический элемент. В его ядре два нейтрона и два протона, а в атоме – два электрона (мы не рассматриваем изотопы). Если в атоме гелия один электрон, то он считается водородоподобным. Спектр первого электрона с меньшей энергией ионизации формула Бора не позволяет рассчитывать. В этом случае используются приближенные методы расчета, основанные на уравнениях Шредингера и Максвелла . В результате формируется недостаток информации для выявления структуры атома этого химического элемента. Уравнение Шредингера и принцип Паули позволяют представить атом гелия в таком виде (рис. 86) .

Синтез гелия - начало жизни

Это, несомненно, самый известный эксперимент в квантовой физике: в двухслойном эксперименте одна частица снимается на пластине с двумя отверстиями, и из-за ее квантовых свойств ей не нужно выбирать одно из двух отверстий, оно проходит одновременно. Нечто подобное можно наблюдать и при удалении электрона из атома гелия лазерным импульсом.

Подобно тому, как частица движется одновременно по двум путям, ионизация гелия может происходить одновременно через два разных процесса - и это можно признать очень специальными эффектами суперпозиции. В случае атома гелия это так называемые «резонансы Фано».

Схема атома гелия (рис. 86) отличается от схемы атома водорода (рис. 80) большим диаметром S орбитали и тем, что на ней находятся два электрона. Никакой информации об энергиях связи этих электронов с ядром атома нет. А ведь такая информация крайне необходима химикам.

Рис. 86. Схема атома гелия

А теперь посмотрим, как выглядит атом гелия, следующий из нашей теории. Обратим внимание на то, что энергии связи электрона атома водорода с протоном (табл. 32) и первого электрона атома гелия с ядром (табл. 16) имеют близкие значения. Это указывает на то, что первый электрон атома гелия взаимодействует с одним протоном ядра. Из этого следует, что когда оба электрона находятся в атоме гелия, то каждый из них взаимодействует с одним протоном ядра. Когда же один электрон удаляется из атома, то оставшийся электрон начинает взаимодействовать с двумя протонами ядра и его энергия ионизации оказывается в 4 раза больше, чем у электрона атома водорода .

Когда лазерный импульс попадает в атом гелия и передает достаточную энергию одному из электронов, электрон просто вырывается из атома. Однако есть второй способ ионизации атома гелия - это немного сложнее, как объясняет профессор Иоахим Бургдорфер: Если вы поместите оба электрона в более высокое энергетическое состояние, то один из них может вернуться в более низкое энергетическое состояние, Выделенная энергия может быть перенесена на второй электрон, который, наконец, покидает атом. Конечный результат обоих процессов точно такой же, оба превращают нейтральный атом гелия в ион гелия только с одним оставшимся электроном.

На рис. 87 показаны модели ядра и атома гелия, следующие из новой теории атомов.

Отметим, что отсутствие орбитального движения электрона в атоме и взаимодействие каждого электрона атома со своим протоном требует его пребывания на поверхности ядра. Протон имеет простое магнитное поле подобное магнитному полю стержневого магнита. Магнитное поле нейтрона сложнее, оно имеет шесть магнитных полюсов .

В этом смысле оба процесса принципиально неразличимы. «С точки зрения квантовой физики каждый атом может одновременно работать в обоих направлениях», - объясняет Ренате Пазурек. «Именно это оставляет характерные следы». Если исследовать свет, поглощаемый атомами гелия, то распознаются так называемые резонансы Фано - явный признак того, что здесь конечное состояние может быть достигнуто двумя разными способами, сразу и косвенно.

Но это также может быть специально предотвращено: во время процесса ионизации вы можете отключить промежуточный шаг с помощью другого лазерного луча, тогда есть только прямой путь к ионизации, и резонанс Фано исчез. Это открывает новую возможность изучить временный ход процесса: во-первых, атому разрешено идти в обоих направлениях одновременно, только через определенный промежуток времени блокируется косвенный путь. В зависимости от того, как долго оба пути были доступны одновременно, резонансы Фано сильнее или слабее.

Рис. 87. Схемы: а) ядра и b) атома гелия, не имеющего магнитного момента

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

D - орбитали
Рис. 79. Формы электронных облаков Как видно (рис. 79), формы орбиталей весьма далеки от форм круговых и эллиптических орбит, но это не смущает физиков и хи

Смотреть что такое "гелий" в других словарях

Наблюдение за тем, как возникают квантовые эффекты. «Фано-резонансы уже можно наблюдать в разных системах, они играют важную роль в атомной физике», - говорит Стефан Донса. «В эксперименте впервые было показано, как возникают эти резонансы, как их можно контролировать и как они постепенно нарастают в течение фемтосекунд».

«Временные шкалы, на которых происходят такие квантовые эффекты, настолько коротки, что они появляются внезапно, в соответствии со стандартными временными масштабами, с одного момента на другой», - говорит Стефан Наджле. «Только благодаря новым, сложным методам аттосекундной физики становится возможным изучение точного времени таких процессов».

Структура атома и молекул водорода
Теперь приведем модели атомов первых химических элементов, следующие из описанных теорий атома и из новой теории. Атом водорода первый и самый простой из них. Роль ядра выполняет протон и с ним вза

Структура атома лития
В соответствии с принципом Паули на первой S орбитали (светлая зона внутри) могут находиться только два электрона. Тогда третий электрон располагается на второй S орбитали (более тёмная зона). Ника

Последние 5 Фокус-Новостей о новостях-отчете с первого взгляда

Это не только помогает лучше понять фундаментальные квантовые эффекты, но также предоставляет новые способы вмешательства и контроля таких процессов, включая химические реакции, которые могут быть преднамеренно индуцированы или подавлены.

В центре внимания: Исследователи проектируют шину данных для квантовых компьютеров

Квантовый мир очень хрупок. Коды коррекции ошибок помогают защитить квантовую информацию от помех. В настоящее время квантовые физики Инсбрука разработали метод, с помощью которого могут быть взаимосвязаны различные кодированные компоненты, такие как процессор и память.

Структура атома бериллия
В соответствии с принципом Паули модель атома бериллия будет такой, как показана на рис. 90 , .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Идея Клавдия Птолемея о движении Солнца вокруг Земли просуществовала около двух тысяч лет. Идея Нильса Бора об орбитальном движении электронов в атомах прожила менее ста лет. Но ущерба она нанесла

Фокус: Исследователи разрабатывают шину данных для квантового компьютера

В будущем квантовые компьютеры будут обрабатывать вычислительные задачи, которые не позволяют использовать обычные компьютеры. Квантовый мир является хрупким; коды защиты от ошибок необходимы для защиты информации, хранящейся в квантовом объекте, от ухудшающих эффектов шума. Квантовые физики в Инсбруке разработали протокол для передачи квантовой информации между по-разному закодированными строительными блоками будущего квантового компьютера, таких как процессоры и память. Ученые могут использовать этот протокол в будущем для построения шины данных для квантовых компьютеров.

ОШИБКА ФАРАДЕЯ
Конечно, без информации о структуре электрона трудно интерпретировать экспериментальные результаты по электродинамике. Идея о тороидальной модели электрона родилась давно. Сейчас теория тороидально

Принципы работы электромоторов и электрогенераторов
Принципы работы электромотора и электрогенератора, как считалось, базируется на связи между электрическими и магнитными полями. Однако, сейчас мы покажем, что это ошибочное представ

Фокус: кристаллы в розовом рентгеновском свете

Будущие квантовые компьютеры хотят решать проблемы, когда обычные компьютеры терпят неудачу сегодня. Недавно разработанная экспериментальная установка позволяет провести рентгеноструктурный анализ биомолекул, таких как белки с гораздо меньшим количеством материала образца и более короткое время экспозиции, чем раньше. При использовании широкополосных рентгеновских лучей кристаллы белка могут быть исследованы гораздо эффективнее и быстрее при использовании так называемых источников синхротронного излучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, работа электромоторов, электрогенераторов, трансформаторов и других подобных устройств базируется на взаимодействии только магнитных полей, но не магнитных и электрических, следующих

ОШИБКА МАКСВЕЛЛА
Закон Фарадея утверждает, что изменение магнитного поля всегда сопровождается возникновением индуцированного электрического поля. Тщательный анализ процесса реализации этого закона показал, что маг

Однако это было возможно только при очень больших кристаллах из-за высокого рассеянного излучения. Новая экспериментальная установка значительно снижает нежелательное рассеянное излучение и позволяет серийную кристаллографию с широкополосным синхротронным излучением, так называемым «розовым лучом».

Кстати, это важная запись в этой серии, потому что мы поговорим о концепциях, которые будут очень полезны для понимания последующих статей. Итак, хотя мы и не спешим говорить о гелии, важно, чтобы мы делали это перед более абстрактными вещами. Гелий является вторым наиболее распространенным элементом Вселенной, но, как это ни парадоксально, он не был обнаружен до очень позднего времени, потому что его не так просто найти на Земле, поскольку, как мы увидим, он не реагирует ни с чем и быстро убегает из атмосферы.

ОШИБКИ ГЕРЦА
Считается, что Герц экспериментально доказал, достоверность описания уравнениями Максвелла процессов распространения электромагнитных волн в пространстве . В ноябре 1887 году он написал статью «

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приведенный анализ ошибок Максвелла и Герца показывает невозможность формирования вокруг провода – антенны электромагнитных волн Максвелла. Ток смещения, введённый в его уравнения, не имеет никаког

Примеры решения задач

Прежде чем говорить о том, как этот элемент был обнаружен, мы должны дать быстрое и простое напоминание о том, что такое спектроскопия, потому что именно с этим был идентифицирован гелий. В принципе, когда энергия подается на атомы элемента, будь то тепло, электричество или другой метод, электроны атома возбуждаются, то есть они переходят на энергетические уровни, превышающие нормальные. В конце концов они возвращаются туда, где они «должны быть», и выделяют энергию, которую они поглотили в виде электромагнитного излучения, то есть они светят.

Передача информации в пространство
Если верить уравнениям Максвелла, то антенна передатчика должна передавать в пространство меняющиеся магнитные поля вокруг проводника с током (рис. 93), которые таинственным образом трансформируютс

Приём информации из пространства
Если на электроны приёмной антенны действуют, только фотоны, формирующие температуру среды, окружающей антенну, а значит и температуру самой антенны, то свободные электроны ориентир

Поскольку каждый элемент имеет определенное число и конфигурацию электронов, каждый элемент излучает излучение очень специфических длин волн. Спектроскопия - это анализ этого излучения, чтобы идентифицировать элемент. Предположим, кто-то дает мне кусок металла, который может быть натрием или калием.

Конечно, одним из первых ярких мест, на которые нужно было смотреть, было Солнце: и наша звезда много дает, потому что в нем много элементов. Но была линия, которая не соответствовала никому известному - Пьер Янссен, первый, кто ее видел, подумал, что это может быть натрий. Вместе с химиком Эдвардом Франкландом они дали новому стилю имя греческого бога Солнца Гелиоса в форме «гелия».

Физический смысл тепла и температуры
Понятия тепло и температура относятся к числу фундаментальных научных понятий. Они широко используются в научных исследованиях, инженерной практике и обыденной жизни. Однако физический смысл этих п

Температура плазмы
Плазма – особое состояние материи. Современные знания о плазме представляют собой, образно говоря, кашу. Попытаемся сформировать более чёткие представления о главном параметре плазм

Да, линии гелия есть. Гелий имеет два протона и, следовательно, два электрона. Как мы уже говорили, число нейтронов не слишком важно, но наиболее распространенный изотоп имеет два нейтрона. Таким образом, гелий намного тяжелее нашего предыдущего элемента, водорода. Но различия между ними идут гораздо дальше.

Ничто не запрещает атому образоваться материей и антиматерией. Антипротонный гелий состоит из ядра гелия, электрона и антипротона. Сегодня в лаборатории могут быть изготовлены многие экзотические атомы, которые объединяют вещество и антиматерии, такие как антиводород, позитроний или антипротонный гелий. Спектроскопическое исследование экзотических атомов требует использования метастабильных состояний с периодом полураспада больше, чем микросекунды.

Различия термодинамик макро – и микромира
Следующим важным понятием Термодинамики макромира является понятие давление газов, формируемое их молекулами и кластерами. Оно широко используется в математических моделях Термодинамики макромира,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вселенная заполнена фотонами и существует в фотонной среде. Длины волн фотонов, формирующих фотонную среду, изменяются от

Измеренные и теоретические значения для электронных переходов, изученных в изотопах р4 4 Не и р4 4 Не. Разница между экспериментальными измерениями и теоретическими предсказаниями. Эти цифры показывают результаты, по сравнению с теоретическими предсказаниями.

Как вы можете себе представить, эти меры требуют важных технических хвастовств. Атомами гелия являются зеленые кубики, а натрий - пурпурные сферы. Красные кубы - это электроны, разделяемые обоими. Если мы придерживаемся того, что нам объяснили в классах химии, гелий является вторым наименее реактивным газом, который существует. В нормальных условиях он инертен и одноатомный, а его атомы не связаны с другими элементами для образования соединений. Кажется, что классы химии необходимо обновить.

БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ» - МИФ
Излучение Вселенной, названное реликтовым, впервые было открыто американскими физиками Пензиасом и Вильсоном в 1965 г. за что им была присуждена Нобелевская премия в 1978 г. . Анализ спектра это

Пространство Вселенной бесконечно, материальный мир в нём конечен
Современный уровень знаний позволяет сформулировать гипотезу о том, что пространство Вселенной бесконечно, а материальный мир в нём конечен и мы находимся вблизи его центра. Научная информ

Атомы образованы ядром положительно заряженных протонов, окруженных отрицательно заряженными электронами. Чем больше протонов у вас в ядре, тем больше электронов вы можете удерживать. Эти электроны организованы в концентрические слои. Атомы одного элемента соединяются с атомами другого, разделяя электроны в своих внешних слоях, но если эти уровни заполнены, они обычно не объединяются. Атомы благородных газов, таких как гелий или неон, имеют полные внешние слои, так что атомы не могут быть соединены с другими традиционным способом.

Изображение Юпитера, где вполне вероятно, что эти типы соединений встречаются естественным образом. Было показано, что некоторые благородные газы могут сочетаться при очень высоких давлениях, но до сих пор гелий оставался неизменным. То, что было достигнуто в настоящее время, является, если это подтверждено, созданием первого стабильного соединения гелия. Это звучит просто, но это то, что полностью противоречит химии, как мы ее знаем. Д-р Иван Попов, один из главных авторов исследования, объясняет, что «химия изменяется при воздействии высоких давлений, подобных тем, что лежат в основе нашей планеты или газовых гигантов, но это революционно».

Новая гипотеза рождения материального мира
Прежде чем излагать новую гипотезу о рождении материального мира, надо убедиться, что возможности доказать достоверность старой гипотезы уже исчерпаны. Для этого достаточно сформулировать ключевые

Искривление пространства и формирование Черных дыр
Закон всемирного тяготения, открытый И. Ньютоном (1687 г.), стимулировал развитие астрономических идей . Вначале Митчелл (1783 г.), затем Лаплас (1796 г.) предсказали возможность

Эксперимент Попова и его команда все еще находятся на рассмотрении. Соединение было достигнуто путем подачи гелия в газообразном состоянии и кристаллов натрия при очень высоких давлениях с помощью алмазной наковальни. В результате получается кубическая кристаллическая структура, в которой атомы гелия разделяют электроны с атомами натрия.

Генри Рзепа, профессор химии Лондонского лондонского Имперского колледжа, считает, что, хотя другим группам по-прежнему приходится копировать эксперимент для подтверждения своих результатов, они могут быть правы. Мы давно подозреваем, что существует другая химия и регулируется очень разными стандартами в условиях экстремального высокого давления. Это соединение гелия и натрия является увлекательным взглядом на эту новую границу.

Анализ опыта Майкельсона – Морли
Российский ученый В.А. Ацюковский скрупулезно проанализировал экспериментальные основы эйнштейновских теорий относительности и пришел к такому выводу: "Анализ результатов экспериментов, провед

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ спектра Вселенной убедительно показывает, что он формируется фотонами, излучаемыми атомами водорода, которые формируются в недрах звезд Вселенной и, удаляясь от звезд, проходят фазу объедине

ГЛАВНЫЙ ЗАКОН МАТЕРИАЛЬНОГО МИРА
Закон сохранения кинетического момента - один из главных законов не только неживой, но и живой Природы. Его реализация в Природе является началом всех начал. Чтобы составить более четкое представле

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новая аксиоматика точных наук вооружает исследователей новыми критериями для оценки достоверности любых физических теорий. Поэтому её можно назвать аксиоматикой Естествознания. Спис

ГЕЛИЙ

ГЕЛИЙ (символ Не), газообразный неметаллический элемент, БЛАГОРОДНЫЙ ГАЗ, открытый в 1868 г. Впервые получили из минерала клевита (разновидности уранита) в 1895 г. В настоящее время основным источником его является природный газ. Содержится также в некоторых радиоактивных минералах и в АТМОСФЕРЕ Земли. Гелий является вторым по распространенности и по легкости элементом во Вселенной (после ВОДОРОДА). У него самые низкие температуры плавления и кипения из всех элементов. Гелий - бесцветный, не имеющий запаха и негорючий газ, его используют в метеорологических воздушных шарах-зондах, в смесях «искусственного воздуха» для глубоководных водолазов, при сварке, изготовлении полупроводников, в ЛАЗЕРАХ, в металлургии и других отраслях. Жидкий гелий используют в ФИЗИКЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР. Этот элемент не образует никаких соединений с другими элементами. Свойства: атомный номер 2, атомная масса 4,0026; плотность 0,178; температура плавления -272,2 °С, температура кипения -268,9 °С; единственный изотоп 4 Не.

Ядро атома гелия состоит из двух протонов (1) и (обычно) двух нейтронов (2), вокруг него вращаются два электрона (3). Атом гелия меньше по размеру,чем более легкий атом водорода с одним протоном и электроном,так как большая сила притяжения ядра гелия притягивает элек троны ближе. Хотя проще предположигь, что электроны, вращаются вокруг ядра по круговой орбите, образуя «облако», место наиболее вероятного расположения электронов. Изотопы гелия, содержащие 2 протона и 2 электрона, могут содержать от 1 до 4 нейтронов.

Научно-технический энциклопедический словарь .

Синонимы :

Смотреть что такое "ГЕЛИЙ" в других словарях:

- (лат. Helium) Не, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 2, атомная масса 4,002602, относится к благородным газам; без цвета и запаха, плотность 0,178 г/л. Сжижается труднее всех известных газов (при 268,93 .С);… … Большой Энциклопедический словарь

- (греч., от helyos солнце). Элементарное тело, открытое в солнечном спектре и имеющееся на земле в некоторых редких минералах; в ничтожном количестве входит в состав воздуха. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н … Словарь иностранных слов русского языка

Я, муж. , стар. Елий, я.Отч.: Гелиевич, Гелиевна.Производные: Геля (Гела); Еля.Происхождение: (От греч. hēlios солнце.)Именины: 27 июля Словарь личных имён. Гелий См. Эллий. День Ангела. Справоч … Словарь личных имен

ГЕЛИЙ - хим. элемент, символ Не (лат. Helium), ат. н. 2, ат. м. 4,002, относится к инертным (благородным) газам; без цвета и запаха, плотность 0,178 кг/м3. В обычных условиях Г. одноатомный газ, атом которого состоит из ядра и двух электронов; образуется … Большая политехническая энциклопедия

- (Helium), He, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 2, атомная масса 4,002602; относится к благородным газам; самое низкокипящее вещество (tкип 268,93шC), единственное не отвердевающее при нормальном давлении;… … Современная энциклопедия

Хим. элемент восьмой гр. периодической системы, порядковый номер 2; инертный газ с ат. в. 4,003. Состоит из двух стабильных изотопов Не4 и Не3. Содер. их непостоянно и зависит от источника образования, но тяжелый изотоп всегда преобладает. В… … Геологическая энциклопедия

Гелий - (Helium), He, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 2, атомная масса 4,002602; относится к благородным газам; самое низкокипящее вещество (tкип 268,93°C), единственное не отвердевающее при нормальном давлении;… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Солнечный Словарь русских синонимов. гелий сущ., кол во синонимов: 4 газ (55) имя (1104) … Словарь синонимов

ГЕЛИЙ, я, муж. Химический элемент, инертный газ без цвета и запаха, самый лёгкий газ после водорода. | прил. гелиевый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

- (Helium) газ без цвета и запаха, химически недеятельный, в 7,2 раза легче воздуха, не горит. В очень малом количестве находится в атмосфере (1/2000 %). Вследствие своей легкости и негорючести применяется главным образом для наполнения дирижаблей … Морской словарь

Книги

Гелий , Jesse Russell. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Внимание! Книга представляет собой набор материалов из Википедии и/или других online-источников.…
На службе военной , Гелий Протасов. Гелий Александрович Протасов - Заслуженный испытатель космической техники, награжденный орденом Гагарина, полковник в отставке. В 1954-1957 годах служил в бомбардировочной фронтовой авиации.…