Dərslik Sumqayıt Dövlət Universitetinin Elmi Şurasının

2.1. Bərk cisimlərin kvantmexaniki təsviri
Kvant nəzəriyyəsinin prinsiplərinə əsasən, atomda mövcud olan elektron diskret energetik səviyyələr sırasına malik olur. Şredinger tənliyinin həlli dalğa funksiyasını ifadə edir ki, o da elektronun və ya elektron sıxlığının fəzanın verilmiş nöqtəsində olması ehtimalı ilə sıx əlaqəlidir. Bu funksiyalara və ya elektron orbitallarına, kvant ədədlərinin qiymətindən asılı olan diskpet enerjinin müəyyən qiymətlərinə uyğun gəlir və qalan bütün enerjilərin aralıq qiymətləri qadağan enerji zonasını xarakterizə edir.

Elektronun energetik halı 4 kvant ədədləri ilə ifadə olunur. Baş kvant ədədi elektronun nüvədən ən çox ehtimal olunan məsafəsini və enerjisini xarakterizə edir. Baş kvant ədədi orbitin enerjisini də müəyyən edir. Eyni energetik səviyyə bir neçə əlavə səviyyələrdən ibarətdir. Belə energetik səviyyə daxilində elektronların əlavə səviyyələr üzrə paylanmasını xarakterizə etmək

üçün orbital kvant ədədindən istifadə edilir. Elektron orbital momentindən başqa maqnit momentinə də malik olur. Odur ki, elektromaqnit sahəsi orbitin müstəvisini fəzada müəyyən bucaq altında dəyişdirir. Bunun nəticəsində eyni energetik səviyyə daxilində forması eyni olan bir neçə orbit ola bilər ki, bunlar da öz aralarında yönəlmə vəziyyətinə görə fərqlənir. Yəni, maqnit kvant ədədi bucaq momenti vektorunun istiqamətini xarakterizə edir. Elektron nüvə ətrafındakı hərəkətindən başqa öz oxu ətrafında da hərəkət edir ki, bu da spin kvant ədədi ilə xarakterizə olunur. Elektronun spini onun öz oxu ətrafında fırlanmasına uyğun gəlir, bunun istiqaməti isə elektronun orbital hərəkəri istiqamətinə uyğun ola bilər və ya uyğun olmaya bilər.

Paulu prinsipinə görə, atomda bütün kvant ədədlərinin qiyməti eyni olan iki elektron ola bilməz, yəni iki elektron eyni vaxtda eyni kvant halında mövcud ola bilməz. İlk üç kvant ədədləri ilə təsvir olunan hər bir energetik vəziyyət (hal) antiparalel spinlərə malik olan iki elektronla tutulmuş olur. Bərk cisimlərin fundamental xassələrini izah etmək üçün Pauli prinsipinin böyük əhəmiyyəti vardır və bu prinsip bir çox nəzəriyyələrin əsasını təşkil edir. Məsələn, ion tipli bərk cisimlərdə atomların ən kiçik məsafəyə qədər yaxınlaşması zamanı onların bir–birini dəf etməsini göstərmək olar. Natrium və flüor qarşılıqlı təsirdə olduqda, neonun elektron konfiqurasiyasının əmələ gəlməsi üçün natriumun verdiyi elektronu flüor qəvul edir. Bu qayda ilə əmələ gələn əks işarəli ionlar elektrostatik qüvvələrin təsiri ilə cəzb etmə, yəni elektron təbəqəsi ilə nüvə arasında olan cəzbetmə qüvvəsi və elekton təbəqələri arasındakı dəfetmə qüvvələrinin tarazlaşdığı məsafəyə qədər bir-birinə yaxınlaşır və nəticədə natrium flüorid molekulu əmələ gəlir.

Aşağıdakı şəkildə elektron buludunun və ya fəzada elektron sıxlığının paylanması təsvir olunmuşdur. Burada üç aşağı azimutal hala uyğun s, p və d orbitalları və hər biri üçün mümkün olan iki spin vəziyyəti uyğun gəlir. Kvantmexaniki hesablamalara görə s–halında elektron buludu sferik simmetriyaya malik olur, p–halında oxlarından birinə uyğun gələn simmetrikliyə malik olurlar və bunlar maqnit kvant ədədinin üç mümkün qiymətinə malik olurlar. Elektron buludunun d–halı beş müxtəlif konfiqurasiyaya malik olurlar, bunlar da maqnit kvant ədədinin beş mümkün qiymətinə uyğun gəlirlər, yəni beş müxtəlif kvant halına malik olurlar. Burada üç hal üzrə orbitalın qanadları (budaqları) xy, yz və ya xz müstə-viləri üzərində yerləşib və əsas oxdan 45⁰ bucaq altında səmtləşib. Dördüncü halda orbitalın dörd qanadı x və y oxları üzərində yerləşib, beşinci halda isə orbitalın iki qanadı z oxu boyunca yerləşmiş olur.

Molekulun elektron dalğa funksiyası (orbitalı) ayrı-ayrı atomların dalğa funksiyalarından əmələ gəlir. Əgər hidrogen atomlarını bir-birinə yaxınlaşdırsaq onların 1s–elektronlarının dalğa funksiyaları qapanmış olur. Onda hidrogen molekulunun dalğa funksiyasını kimi ifadə etmək olar. Bu molekulyar orbitallardan birincisi az enerjiyə malik sistemi xarakterizə edir. Bu halda elektron müəyyən vaxtda hər iki atomun təsiri sahəsində olur ki, bu da rabitə enerjisinin müsbət qiymətinə uyğun gəlir. Molekulun dalğa funksiyasının halında atomlar arasında minimal elektron sıxlığı olur ki, bu əlaqə enerjisinin mənfi və ya sıfır qiymətinə uyğun gəlir. Elektronun hər iki atomunun təsir sahəsində və təsir sahəsindən kənarda yerləşdikdə yaranan cazibə qüvvələrini sxematik olaraq aşağıdakı kimi təsvir etmək olar ( Şək. 2.2).

Şəkil 2.1. s-, p- və d- elektron buludlarının formaları

Sxemdən göründüyü kimi dəfetmə qüvvələri müsbət yüklü nüvələr arasında yaranır (şək.2.2.a).Elektron hər iki atomun təsir sahəsində yerləşdikdə (b) atomlar elektronu qüvvələri ilə cəzb edir, bu qüvvələrin təsirindən yaranan qüvvələri qarşı-qarşıya yönəldiyindən atomların bir-birinə yaxınlaşmasını təmin edir və beləliklə rabitə yaranır. Əgər elektron atomların təsir sahəsindən kənarda yerləşərsə (c) onda atomların elektronu cəzb etməsindən yaranan qüvvələri eyni istiqamətə yönəldiyindən atomların bir-birinə yaxınlaşması baş vermir və rabitə qüvvəsi yaranmır.

Şəkil2.2. Elektron hər iki atomun təsir sahəsində yerləşdikdə (a) və elektron atomların təsir sahəsindən kənarda yerləşdikdə (c) yaranan qüvvələr