Какой витамин светится в воде

Какой витамин светится в воде thumbnail

Аватар автора Елизавета Румянцева

Елизавета Румянцева

Для усердия и искусства нет ничего невыполнимого.

29 сент. 2015 г.

Своеобразные фонарики из мерцающей воды помогут разнообразить любую вечеринку. Сделать светящуюся жидкость можно самостоятельно в домашних условиях. Есть несколько способов, для одних нужны лишь подручные средства, для других потребуются более сложные компоненты.

Светящаяся жидкость из простых ингредиентов

Очень простой и доступный, но действенный способ.

Проводить эксперимент обязательно нужно в защитной маске, перчатках, халате или фартуке. Используйте ту посуду, которую после опыта вы сможете сразу же выбросить.

Для реализации вам понадобятся:

  • вода – 0,5 л;
  • перекись водорода 3% – 4 ч. л.;
  • уксус – 4 ст. л.;
  • соль – 2 ст. л.

Работая, избегайте попадания компонентов или готовой жидкости на кожу, слизистые оболочки. Как сделать светящуюся воду в домашних условиях:

  1. В стеклянной емкости соедините все компоненты. Сначала влейте воду, затем всыпьте соль, добавьте уксус и перекись.
  2. Перемешивайте жидкость 20 минут. Она начнет излучать легкое свечение.
  3. Перелейте состав в пластиковую емкость и плотно закройте. Он будет светиться до двух часов, приобретет зеленоватый оттенок. Изменить цвет можно добавлением пищевого красителя.

Вариант с газировкой

Этот метод простой, но отзывы о нем неоднозначные. Вам понадобятся такие компоненты:

  • газированная вода – 0,25 л;
  • перекись водорода – 1,5 ч. л.;
  • соль – 0,5 ч. л.;
  • уксус столовый – 2 ч. л.

При проведении эксперимента в домашних условиях используйте одноразовую посуду, которую потом не жалко выбросить. Наденьте защитную маску, перчатки и халат из несинтетической ткани. Избегайте попадания состава на кожу. Как делается светящаяся жидкость своими руками:

  1. В газировку насыпьте соль.
  2. Добавьте уксус, затем перекись водорода.
  3. Плотно закройте бутылку крышкой и взбалтывайте четверть часа.
  4. Перелейте жидкость в стакан и отнесите в темное место. Светящаяся вода будет излучать сияние.

Способ с люминофором

Этот метод посложнее предыдущих, но с его помощью можно получить более яркую и насыщенную сияющую жидкость. Работать нужно предельно аккуратно, в защитном халате, маске и перчатках. Для эксперимента вам понадобятся:

  • борная кислота – 2-3 г;
  • хвойный концентрат – 1 г;
  • вода – 50 мл.

Для работы вам понадобится алюминиевая ложка, металлическая емкость и сухое горючее. Эти предметы после проведения эксперимента нельзя использовать для пищевых продуктов. Пошаговая инструкция опыта:

  1. 1 грамм хвойного концентрата растворите в 50 мл воды.
  2. В ложку насыпьте борную кислоту.
  3. Добавляйте по 1 капле хвойный раствор.
  4. Когда масса будет напоминать кашицу, разровняйте ее по поверхности ложки и начинайте нагревать на сухом горючем.
  5. После испарения воды смесь будет плавиться. Протыкайте появляющиеся пузырьки.
  6. Остудите смесь и разотрите.

Действуя по представленной выше инструкции, вы получите люминофор. Этот порошок можно и купить, цена зависит от оттенка. На его основе можно сделать мерцающую жидкость, которая подойдет для окрашивания поверхностей, может использоваться для дизайна интерьера. Пошаговая инструкция изготовления:

  1. В бесцветный интерьерный лак (продается в строительных магазинах) добавьте порошок люминофора в пропорции 70:30.
  2. Добавьте чуть-чуть растворителя (не более 1% от общей массы).
  3. Тщательно взболтайте.
  4. У вас получился прозрачный светящийся лак. Если хотите придать какой-либо оттенок, воспользуйтесь колерами.

Видео

Как сделать светящуюся жидкость из подручных средств, в домашних условиях светящуюся воду

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Источник

Как сделать светящуюся воду в домашних условияхОчень интересно наблюдать за работой фокусников и иллюзионистов. Они приводят в восторг не только детей, но и взрослых. Некоторые превращения под силу каждому, если есть желание приятно удивить свою семью или друзей. Например, существуют простые способы сделать светящуюся воду в домашних условиях. Это отличный вариант эксперимента для создания праздничной атмосферы.

Как выглядит светящаяся вода

Любой праздник или вечеринка станет незабываемым, если внести что-то необычное. Светящаяся в темном помещении жидкость подарит массу положительных эмоций всем, но больше всего детям. Они с восторгом будут наблюдать за ней в затемненной комнате.

Из чего сделать светящуюся воду в домашних условияхОднако такое развлечение может нести опасность при неправильном обращении. Привлекательная, на первый взгляд, жидкость представляет собой химическую смесь. В обращении с ней надо проявлять осторожность. Все работы необходимо проводить в перчатках, очках, использовать одежду из хлопка. Посуду после приготовления светящейся воды желательно выбросить. В целях безопасности детей во время приготовления состава допускать нельзя.

Основой для создания такой привлекательной жидкости служат химические вещества, способные отражать свет. Они не должны растворяться в воде, поскольку тогда не произойдет ожидаемого эффекта. Для изготовления берут органическое или неорганическое соединение, которое вступая во взаимодействие с окислителем, излучает люминесцентное свечение.

Катализатором служит железо либо фосфор, поскольку эти вещества способны сделать свечение более интенсивным и насыщенным.

Создание из подручных средств

Существует много рецептов, как сделать светящуюся жидкость в домашних условиях. Для проведения эксперимента необходимо иметь определенные компоненты. Очень важно самому не менять пропорции, указанные в рецептуре, и готовить строго соблюдая дозировку.

Приобретение всех ингредиентов — непростая задача, поскольку они продаются в магазинах, специализирующихся на реализации люминола (химического реактива). Такое вещество стоит дорого и представляет собой порошок желтого цвета. Когда он попадает в щелочную среду, то начинает светиться голубоватым цветом. Кроме люминола, надо иметь:

  • столовый уксус;
  • перекись водорода 3%;
  • пищевая соль;
  • вода;
  • посуда.

Как сделать люминолЕсли использовать более сложные способы приготовления светящейся жидкости, то могут понадобиться: медный купорос, люминол, марганцовка, зеленка. Последние два вещества выступают в качестве флуоресцентных красителей.

Химический реактив купить непросто, но есть простой способ сделать люминол в домашних условиях. Его можно получить из иммуномодулятора «Гелавит». В его составе содержится натриевая соль иллюмината. Чтобы получить 50 г вещества, необходимо взять 20 таблеток и превратить их в порошкообразное состояние. Затем готовый порошок растворить в 50 мл воды и получить готовый люминол.

Простой рецепт

Для такого получения светящейся воды не надо покупать дорогостояще компоненты. Они всегда доступны, поскольку имеются в каждом доме. Чтобы сделать жидкость своими руками, понадобятся следующие вещества:

  • 500 мл воды;
  • перекись водорода 3%;
  • соль;
  • уксус.

Светящиеся жидкость в домашних условияхСоль и уксус используют пищевые. Первого ингредиента надо взять 2 ст ложки и второго 4 ложки. Когда будут подобраны все компоненты, их надо поместить в емкость из стекла, где планируется готовить светящуюся жидкость. Чтобы произошло излучение, необходимо перемешивать состав в течение 20 минут. Когда он начнет светиться, его надо слить в пластиковую бутылку и плотно закрыть.

Читайте также:  Какой из витаминов влияет на работу мышечной и нервной системы

Полученный состав будет светиться на протяжении 1−2 часов, чего вполне достаточно, чтобы продемонстрировать свои возможности. Обычно жидкость приобретает зеленоватый и голубой оттенок. Иногда для лучшей наглядности добавляют красители, с помощью которых можно изменить цвет. В основном используются пищевые с нейтральным химическим составом. Очень эффективный и более стойкий результат дадут флуоресцентные вещества из специализированного магазина.

Можно поместить жидкость в пустую ампулу ручки с помощью шприца. Такой предмет заинтересует любого школьника. Большие емкости, например, пластиковые бутылки, можно использовать в качестве светильника или фонаря на природе, закрепив его шнурком к ветке дерева.

Другая модификация

Для этого варианта приготовления светящейся жидкости понадобится пойти за покупками в аптеку. Приобретенные предметы помогут в домашних условиях получить желаемый результат. Для эксперимента надо иметь:

  • борная кислота в чистом виде;
  • концентрированный экстракт хвои;
  • вода для инъекций около 500 мл.

Для начала необходимо растворить хвойный экстракт в воде. Для этого понадобится развести 1 каплю состава в столовой ложке воды. В полученный раствор необходимо постепенно ввести борную кислоту аналогичной концентрации. Готовую жидкость подогреть на среднем огне и дать ей закипеть. В момент закипания надо удалить крупные пузыри ложкой.

Как выглядит светящаяся водаДелать все необходимо аккуратно, в перчатках, чтобы жидкость не попала на кожу. Спустя 10−15 минут после кипения вода станет красивой и эффектной. В темноте она будет мерцать желто-зелеными огнями.

Есть также альтернативный метод с использованием газированной воды и пищевой соды. Для приготовления надо взять 0,5 литра воды и добавить 1 ч. л. соды, а также пару чайных ложек 3% перекиси водорода. Состав взбалтывают минут 15, и почти сразу после этого он начинает мерцать желтоватым свечением.

Однако такой метод позволяет любоваться подобными вещами непродолжительное время, не более 5 минут.

Сложный способ

Существует рецепт с использованием Димексида, с помощью которого достигается наиболее устойчивый эффект. Кроме медицинского препарата, необходимо иметь:

  • стеклянная бутылка с металлической крышкой;
  • 450 г чистой воды;
  • 35 г щелочи в сухом виде;
  • 2−3 г порошка люминола.

Как сделать светящуюся воду без перекиси водородаЩелочь и люминол лучше купить в магазине, где продают химреактивы. Для приготовления берут 30 г Димексида и смешивают с другими компонентами в стеклянной емкости. Она должна быть плотно закрыта крышкой. Уже через 15 минут она начнет флуоресцировать. Свечение приобретет голубоватые оттенки. При желании его можно изменить, если добавить красители. Однако спустя минут 20−30 светящаяся вода начнет постепенно угасать. Для восстановления первоначальной яркости надо открыть в бутылке пробку на несколько секунд.

Чтобы достичь положительного результата и сделать приятным вечер в тесной компании или кругу семьи, рекомендуется делать все, согласно инструкции. Обязательно надо проявить внимательность, быть осторожным и в строгой последовательности использовать все ингредиенты.

Источник

Ðàáîòàåò! Òîëüêî íå çàáóäüòå ïîäñâåòèòü ÷åì-íèáóäü ñçàäè (ëàìïî÷êîé èëè ôîíàðèêîì). Ýòî îáÿçàòåëüíîå óñëîâèå.

ðåàëüíî ñâåòèòñÿ! è áåç ôîíàðèêà! ãëàâíîå ñèëüíî-ñèëüíî òðÿñòè!

Áåç ôîíàðèêà, íî ñ ëàìïî÷êîé

À åùå ìîæíî ïîïðîáîâàòü î÷åíü î÷åíü ñèëüíî ðàñêðóòèòü ñòàêàí ñ âîäîé è íà÷íåòñÿ íåóïðàâëÿåìàÿ õîëîäíàÿ òåðìîÿäåðíàÿ ðåàêöèÿ

ß îäíàæäû òàêîé âîäîé ïîññàë, òàê íåäåëþ ñâåò â òóàëåòå ìîæíî áûëî íå âêëþ÷àòü))

Äîëæíî áûòü âîäîé, ïåðåêèñüþ âîäîðîäà, ñîëüþ è óêñóñîì.)

Âîäîé, Ïåðåêèñüþ âîäîðîäà, Ñîëüþ, Óêñóñîì

âîäà, ïåðåêèñü, óêñóñ è ñîëü — íè îäíî èç ýòèõ âåùåñòâ íå äàåò ñâå÷åíèÿ, êàãáå.
Ìàêñèìóì âû ïîëó÷èòå ïåíÿùóþñÿ õðåíü â ñòàêàíå.

ß êîíå÷íî ïîíèìàþ ÷òî ðåöåïò — ôåéê ñêîðåå âñåãî, íî âñå æå, ïðîâîäà, ëþñòðà, ëàìïî÷êà è âûêëþ÷àòåëü òîæå ïî îòäåëüíîñòè íèêàêîãî ñâå÷åíèÿ íå äàþò)))

Ñîâåðøåííî âåðíî! ß âîò ñèæó, óæå 20 ìèíóò òðÿñó ýòó õåðü, íå êàêîãî ðåçóëüòàòà!!!! Îáû÷íàÿ âîäà, âîíÿåò óêñóñîì.

×òîá ïîíÿòü, ÷òî ýòà ôèãíÿ íå áóäåò ðàáîòàòü, ñîâåðøåííî íåîáÿçàòåëüíî áûëî å¸ äåëàòü)

êàê ðàç äàåò ïîñêîëüêó âîäà èçëó÷àåò ñâå÷åíèå â êèñëîé ñðåäå

ýòî áåç ëàìïî÷êè íå ðàáîòàåò?

À íå âüåáåò ëè ýòî ÷àñîì??)))

Õåðíÿ, ïûòàëèñü ìû åå ñäåëàòü êàê-òî ñ äðóçüÿìè, íè÷åãî íå âûøëî, êðîìå ìóòíåíüêîé âîäè÷êè(

ÐÅÁßÒ ×Å ÄÅËÀÒÜ? Åáàíóëà âîäà ýòà (ïèøó ñ óòþãà â ìàãàçèíå)

Íàðîä, à ñêîëüêî íóæíî ñîëè è óêñóñà? Ñêîëüêî ëîæåê íà ìàëåíüêóþ ïëàñòìàññîâóþ áóòûëî÷êó? È ïåðåêèñü âîäîðîäà äîëæåí áèòü íà 3%? È ñêîëüêî åãî íàäî äîáàâèòü íà ìàëåíüêóþ áóòûëî÷êó?

êòî òî çàáûë óòî÷íèòü ÷¸ çà âîäè÷êà è ñîëü ))) Ëþìåíîë èëè ëþöåãåíèí èëè ôåíèëîâûåýôèðû ùàâåëåâîé êèñëîòû + ñîëü òÿæåëîãî ìåòàëëà (â êàòàëèòè÷åñêèõ êîë-âàõ) + îêèñëèòåëü (÷àùå âñåãî — ïåðèêèñü âîäîðîäà.)

https://www.youtube.com/watch?v=JubbGecu41M ýòî âñå ðàçâîä!

íåà, ñàì äîëãî èñêàë ëåìåíîôîð. (Ñîáñòâåííî ãëàâíàÿ ïðè÷èíà ñâå÷åíèÿ îáúåêòîâ â òåìíîòå) Ìîæåò êîìó ïðèãîäèòüñÿ.

îñòàâëþ ýòî çäåñü…..ïîòîì ïîïðîáóþ ñäåëàòü)))

Îñòàâëþ êîìåíò,÷òî áû íàìóòèòü êàê íèáóäü ñ äðóçüÿìè
ÏÛÑÛ ìèíóñàíóë fayer

Èëëþñòðàöèÿ ê êîììåíòàðèþ

Íå, íå ñâåòèòñÿ ïðîñòî âñïåíèëàñü, çàìîòàëà âñþ êóõíþ, à êîãäà òðÿñëà è âîâñå âçîðâàëàñü

https://www.world-in-pictures.ru/kak-sdelat-svetyashhayasya-zhidkost-svoimi-rukami/

Ðàáî÷èé ðåöåïò:)

Äàì Âàì äðóãîé ðåöåïò ñâåòÿùåéñÿ æèäêîñòè!

Âàì ïîíàäîáèòñÿ
1. Ìàóíòèí Äüþ â áóòûëêå
2. Ñîäà
3. Ïåðãèäðîëü (ïåðèêèñü âîäîðîäà êðåïîñòüþ 30-40%)

Èç-çà ÷åãî âñå ïðîèñõîäèò, òàê ýòî èç-çà õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèè ìåæäó ïåðãèäðîëåì (H2O2), ïèùåâîé ñîäîé (NaHCO3) è íàïèòêîì (íó òî÷íî åñòü H2O è ù¸ëî÷ü).  ðåçóëüòàòå ðåàêöèé ìåæäó êîìïîíåíòàìè ìû ïîëó÷àåì âåùåñòâî ëþìèíîë. Äåðçàéòå!

ó ìåíÿ ñðàáîòàëî íàäî ñîäó åùî äîäàòü è âîñê ìîæíà îò áðåëêà è âñüî áóäåò îê ó ìåíÿ ñâåòèòñà ÿðêî

Источник

Âû íèêîãäà íå çàäóìûâàëèñü, ïî÷åìó òàáëèöà Ìåíäåëååâà âûãëÿäèò òàê «íåðîâíî»?  ýòîì ïîñòå ÿ ïîñòàðàþñü ðàññêàçàòü, ïî÷åìó.

 ïðîøëîì ïîñòå áûëè óïîìÿíóòû ýíåðãåòè÷åñêèå óðîâíè àòîìà, íà êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ åãî ýëåêòðîíû. ×åì áëèæå ê ÿäðó, òåì ìåíüøå ýíåðãèÿ ýëåêòðîíà. Åñëè ýëåêòðîí «âîçáóäèòü» (íàïðèìåð, ñêîðìèòü åìó ôîòîí îïðåäåë¸ííîé ÷àñòîòû), òî ýëåêòðîí ñìîæåò ïîäñêî÷èòü íà îäèí èç áîëåå âûñîêèõ óðîâíåé).  ôèçèêå äàííûå óðîâíè íóìåðóþò ïî ïîðÿäêó, íà÷èíàÿ ñ áëèæàéøåãî óðîâíÿ ê ÿäðó, è íàçûâàþò ýòè ÷èñëà ãëàâíûì êâàíòîâîì ÷èñëîì, ñ îáîçíà÷åíèåì n. Ïî íåìó ìû ìîæåì ñóäèòü î òîì, êàêîé ýíåðãèåé îáëàäàåò ýëåêòðîí.

Òàê æå áûëî óïîìÿíóòî óðàâíåíèå Øð¸äèíãåðà.  êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå ìû èñïîëüçóåì Âòîðîé çàêîí Íüþòîíà (F = ma) äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðåäñêàçàòü èçìåíåíèå ôèçè÷åñêîé ñèñòåìû ñî âðåìåíåì ïðè èçâåñòíûõ íà÷àëüíûõ óñëîâèÿõ. Åñëè ðåøèòü äàííîå óðàâíåíèå, ìîæíî ïîëó÷èòü íîâîå ïîëîæåíèå è èìïóëüñ ñèñòåìû, êàê ôóíêöèþ âíåøíåé ñèëû F, äåéñòâóþùåé íà ñèñòåìó.

Äàííûõ äâóõ ïàðàìåòðîâ (ïîëîæåíèå è èìïóëüñ) äîñòàòî÷íî äëÿ òîãî, ÷òîáû îïèñàòü ñîñòîÿíèå ñèñòåìû â ëþáîé ìîìåíò èìåíè.  ìèðå êâàíòîâûõ ñèñòåì (àòîìîâ, ìîëåêóë, ñóáàòîìíûõ ÷àñòèöàõ è ò. ä.), â ñèëó äåéñòâèÿ ïðèíöèïà íåîïðåäåë¸ííîñòè Ãåéçåíáåðãà (êîòîðîãî ÿ óæå êàñàëñÿ), ìû íå ìîæåì çíàòü îäíîâðåìåííî è ïîëîæåíèå, è èìïóëüñ ñèñòåìû. Ãðóáî ãîâîðÿ, ìû ìîæåì çíàòü íåêîòîðûå õàðàêòåðèñòèêè òîëüêî «ïðèáëèçèòåëüíî» èëè «ñ îïðåäåë¸ííîé âåðîÿòíîñòüþ». Ïîâåäåíèå îáúåêòà ìîæíî îïèñàòü ëèøü âîëíîâîé ôóíêöèåé, êîòîðàÿ ñâÿæåò âìåñòå âñå ôàêòû î ñâîéñòâàõ ÷àñòèöû, à ðåøàÿ óðàâíåíèå Øð¸äèíãåðà ñ ýòîé âîëíîâîé ôóíêöèåé ìîæíî ïîëó÷àòü ðàñïðåäåëåíèå âåðîÿòíîñòåé òîé èëè èíîé õàðàêòåðèñòèêè.

Èñïîëüçóÿ îäíó è òó æå âîëíîâóþ ôóíêöèþ, ìîæíî ïîñòðîèòü ãðàôèêè âñåõ ñâîéñòâ ÷àñòèöû.  ïðèíöèïå, ïðè ïîìîùè ïðåîáðàçîâàíèÿ Ôóðüå ìîæíî âûðàçèòü îäíî ñâîéñòâî ÷åðåç äðóãîå (ïîëîæåíèå ÷åðåç èìïóëüñ è îáðàòíî), íî ýòî ñåé÷àñ íå âàæíî.

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Ïîëîæåíèå è èìïóëüñ ýëåêòðîíà íàì îñîáîé ïîëüçû íå ïðèíîñèò, òàê êàê îí ìîæåò áûòü ãäå óãîäíî, ñêîðåå òàì, ãäå ñîîòâåòñòâóþùèé ãðàôèê âûïèðàåò ïîâûøå. Íî áîëüøå ïîëüçû áóäåò îò îïðåäåë¸ííûõ, «ñòàöèîíàðíûõ ñîñòîÿíèé» (òàêèõ ñîñòîÿíèé, êîòîðûå íå èçìåíÿþòñÿ âî âðåìåíè). Íàïðèìåð, ýíåðãèþ ÷àñòèöû, îäíîâðåìåííî ñ êîòîðîé ìû ìîæåì èçìåðÿòü òàê æå âåëè÷èíó è îðèåíòàöèþ âåêòîðà ìîìåíòà èìïóëüñà. Ìîìåíò èìïóëüñà îêàçàëñÿ âàæåí äëÿ «îðáèòàëè» ýëåêòðîíà.

Òåðìèí «îðáèòàëü» îñòàëñÿ ñ íàìè ñî âðåì¸í ïëàíåòàðíîé ìîäåëè àòîìà. Åãî àññîöèàöèÿ ñ îðáèòîé (ïëàíåòû) ñîñëóæèëà äóðíóþ ñëóæáó íå îäíîìó ïîêîëåíèþ ñòóäåíòîâ. Ëó÷øå áû ñåé÷àñ èñïîëüçîâàëè äðóãîé òåðìèí. Ñ äðóãîé ñòîðîíû äëÿ îáúåêòîâ êâàíòîâîãî ìèðà î÷åíü ñëîæíî ïîäáèðàòü àíàëîãè èç òîãî, ÷òî ìîæíî ïðåäñòàâèòü èëè ïîùóïàòü. Íàèáîëåå ïðèáëèæ¸ííîé (îäíàêî, ïî-ïðåæíåìó íåâåðíîé) àíàëîãèåé áóäåò ïðåäñòàâëåíèå ýëåêòðîíà â âèäå «îáëàêà» èëè «àòìîñôåðû» âîêðóã ÿäðà, ãäå-òî îíî «ïëîòíåå», ãäå-òî «ðàçðÿæ¸ííåå» – â «ïëîòíûõ» îáëàñòÿõ âåðîÿòíîñòü îáíàðóæèòü ýëåêòðîí âûøå. Ïðè÷¸ì, äàííîå îáëàêî ìîæåò ïðèíèìàòü ðàçíûå ôîðìû, â çàâèñèìîñòè îò íàëè÷èÿ ñîñåäåé è ýíåðãèè. Òàê ÷òî ýëåêòðîíû íå ëåòàþò âîêðóã ÿäðà, îäíàêî îíè èìåþò êàê ëèíåéíûé èìïóëüñ, òàê è óãëîâîé ìîìåíò (ìîìåíò èìïóëüñà).

Òàê êàêîå îòíîøåíèå ìîìåíò èìïóëüñà èìååò ê «îðáèòàëè»? Îðáèòàëü ëó÷øå âñåãî ðàññìàòðèâàòü êàê ñîñòàâíóþ ÷àñòü ýíåðãåòè÷åñêîãî óðîâíÿ, îíà ïîêàçûâàåò, êàêóþ ôîðìó ìîãóò ïðèíèìàòü ýëåêòðîííûå «îáëàêà». Àíàëèçèðóÿ ðàñïðåäåëåíèå âåðîÿòíîñòåé, óäàëîñü óñòàíîâèòü, ÷òî ÷åì äàëüøå ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü îò ÿäðà àòîìà, òåì áîëüøå íà ýòîì óðîâíå «ìåñòà» (íà ñàìîì äåëå, ñòåïåíåé ñâîáîäû), ñîîòâåòñòâåííî, òåì áîëüøå ýëåêòðîíîâ ìîæåò òàêîé óðîâåíü âìåñòèòü. Íàëè÷èå «ñîñåäåé» èñêàæàþò ôîðìó «îáëàêà». ß íåìíîãî óïðîùàþ, íî îðáèòàëü – ýòî âåëè÷èíà âåêòîðà óãëîâîãî ìîìåíòà ýëåêòðîíà.

×òîáû îïèñàòü òèï îðáèòàëè íà ýíåðãåòè÷åñêîì óðîâíå, ìû èñïîëüçóåì âòîðîå îðáèòàëüíîå êâàíòîâîå ÷èñëî l, êîòîðûì ìû áóäåì îáîçíà÷àòü êîëè÷åñòâî âîçìîæíûõ òèïîâ îðáèòàëåé íà äàííîì óðîâíå (n). Âïðî÷åì, èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü òàê, ÷òî òèïû îðáèòàëåé îáîçíà÷àþò åù¸ è áóêâàìè s, p, d, f. (Áóêâåííûå îáîçíà÷åíèÿ àòîìíûõ îðáèòàëåé ïðîèçîøëè îò îïèñàíèÿ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé â àòîìíûõ ñïåêòðàõ: s (sharp) — ðåçêàÿ ñåðèÿ â àòîìíûõ ñïåêòðàõ, p (principalãëàâíàÿ, d (diffuse) — äèôôóçíàÿ, f (fundamental) — ôóíäàìåíòàëüíàÿ). Íà ðèñóíêå ñâåðõó âíèç – íîìåðà óðîâíåé, ñëåâà íàïðàâî – òèïû îðáèòàëåé, à èõ ôîðìà — íà ïåðåñå÷åíèè:

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Êàê, íàäåþñü, âñå çíàþò, óãëîâîé ìîìåíò – ýòî âåêòîðíàÿ âåëè÷èíà, à âåêòîð èìååò íå òîëüêî ñêàëÿðíóþ âåëè÷èíó, íî è íàïðàâëåíèå äåéñòâèÿ (îðèåíòàöèþ). Äëÿ îïèñàíèÿ îðáèòàëè ìû âîñïîëüçîâàëèñü âåëè÷èíîé âåêòîðà óãëîâîãî ìîìåíòà, íî ó íàñ îñòàëîñü åù¸ è åãî íàïðàâëåíèå. Íàïðèìåð, íà ðèñóíêå íèæå ìîæíî óâèäåòü, âñå âîçìîæíûå îðèåíòàöèè âåêòîðîâ óãëîâîãî ìîìåíòà (îíè îáðàçóþò ïëîñêîñòü è 4 êîíóñà) äëÿ îðáèòàëè l = 2 (òèï d). Åñëè ìû âîçüì¸ì ïðîåêöèè ýòèõ îðèåíòàöèé íà îñü z, òî ïîëó÷èì êðàòíûå çíà÷åíèÿ ïðèâåä¸ííîé ïîñòîÿííîé Ïëàíêà: -2, -1, 0, 1, 2 – âñåãî 5 âàðèàíòîâ:

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Ýòè çíà÷åíèÿ íàçûâàþòñÿ ìàãíèòíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì è îáîçíà÷àåòñÿ m. Ìàãíèòíûì îíî íàçûâàåòñÿ òîæå èñòîðè÷åñêè – â 1896 ãîäó ãîëëàíäñêèé ôèçèê Ïèòåð Çååìàí ïîìåñòèë â ñèëüíîå ìàãíèòíîå ïîëå óñòðîéñòâî, àíàëîãè÷íîå âîäîðîäíîé ëàìïå, íî íàïîëíåííîå ïàðàìè ðàñêàëåííîãî íàòðèÿ. Îáíàðóæèëîñü, ÷òî â ìàãíèòíîì ïîëå ÷èñëî ëèíèé â ñïåêòðàõ èñïóñêàíèÿ âîçðàñòàåò. Ñïåêòðû ñòàíîâÿòñÿ ñëîæíûìè, íî ìîæíî áûëî âèäåòü, ÷òî êàæäàÿ p-ëèíèÿ ðàñïàäàåòñÿ â ìàãíèòíîì ïîëå íà 3 íîâûõ ëèíèè, êàæäàÿ d-ëèíèÿ — íà 5, êàæäàÿ f-ëèíèÿ — íà 7 ëèíèé, à s-ëèíèè íå èçìåíÿþòñÿ. Ïîñêîëüêó îðáèòàëè àòîìà ñòàíîâÿòñÿ «âèäíû» òîëüêî â ìàãíèòíîì ïîëå, î÷åðåäíîå êâàíòîâîå ÷èñëî, çàïèñûâàþùåå «àäðåñ» îðáèòàëè â àòîìå, íàçâàëè ìàãíèòíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì.

Ïðàâèëî òàêîå, åñëè îðáèòàëüíîå êâàíòîâîå ÷èñëî = l, òî ìàãíèòíûå êâàíòîâûå ÷èñëà m ìîãóò ìåíÿòüñÿ â äèàïàçîíå öåëûõ ÷èñåë îò -l äî l, âêëþ÷àÿ 0. Âèçóàëüíî ôîðìû îðáèòàëåé â çàâèñèìîñòè îò òð¸õ êâàíòîâûõ ÷èñåë (îñíîâíîãî n, îðáèòàëüíîãî l è ìàãíèòíîãî m) ïîêàçàíû íèæå (íàïðèìåð, êîíôèãóðàöèÿ îáîëî÷êà 3, îðáèòàëü òèïà d, ìàãíèòíûé ìîìåíò 1 îáîçíà÷åíà êàê 3d1):

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Ïðåæäå, ÷åì èäòè äàëüøå, íåîáõîäèìî êîå-÷òî ðàçúÿñíèòü ïðî òî, ÷òî òàêîå ñïèí.

Êàðòèíà, êàçàëîñü áû, ïîëíàÿ, íî, êàê âûÿñíèëîñü â õîäå îïûòà Øòåðíà-Ãåðëàõà â 1922 ãîäó, ýëåêòðîíû èìåþò ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé ìîìåíò è ñâÿçàííûé ñ íèì ìîìåíò èìïóëüñà… ñïèí. Ýòî, íàâåðíîå, ñàìûé òðóäíîïîíèìàåìûé òåðìèí êâàíòîâîãî ìèðà. Ñàìî ñëîâî spin îçíà÷àåò â àíãëèéñêîì ÿçûêå «áûñòðîå âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå», ÷òî â ìîìåíò îòêðûòèÿ êàçàëîñü ëîãè÷íûì – ðàç åñòü ìîìåíò èìïóëüñà, çíà÷èò, åñòü âðàùåíèå… Íî íóæíî ïîìíèòü – ýëåêòðîí íå èìååò ðàçìåðà, ýòî òî÷å÷íûé çàðÿä, à áåçðàçìåðíàÿ òî÷êà íå ìîæåò íèêàê âðàùàòüñÿ. Áîëåå òîãî, åñëè áû ïîäîáíîå âðàùåíèå äåéñòâèòåëüíî èìåëî ìåñòî, à ýëåêòðîí èìåë áû ðàçìåð, òî äëÿ ãåíåðàöèè ïîäîáíîãî ìîìåíòà èìïóëüñà, åìó íàäî áûëî áû âðàùàòüñÿ áûñòðåå ñêîðîñòè ñâåòà… Ñòîèò ïðîñòî ïðèíÿòü, ÷òî ñïèí – ïðîñòî åù¸ îäíî ñâîéñòâî ÷àñòèö (êàê öâåò ó àâòîìîáèëÿ èëè çàïàõ ó äóõîâ), è ÷òî íèêàêîãî âðàùåíèÿ íà ñàìîì äåëå íå ïðîèñõîäèò. Ïðîñòî òàê ïîëó÷èëîñü, ÷òî ó ÷àñòèö åñòü ìîìåíò èìïóëüñà, áóäòî áû îíè âðàùàëèñü.

Читайте также:  Склероз какие витамины принимать

Êàê è ïî÷òè âñ¸ â êâàíòîâîì ìèðå, ñïèí êâàíòóåòñÿ (èìååò ïîðöèè) ðàâíûå ïîëóöåëûì ìíîæèòåëÿì ïðèâåä¸ííîé ïîñòîÿííîé Ïëàíêà, òàê æå èçâåñòíîé, êàê ïîñòîÿííàÿ Äèðàêà ħ (ħ = h / 2π). Ðàçíûå ÷àñòèöû ìîãóò èìåòü ñïèí ðàâíûé 0, ½ħ, 1ħ, 3/2ħ, 2ħ è ò. ä. Íàñ èíòåðåñóåò ýëåêòðîí, è åãî ñïèí èìååò çíà÷åíèå ½ħ ëèáî –½ħ (èíîãäà ìîæíî âñòðåòèòü, êàê ïîëîæèòåëüíûé ñïèí ýëåêòðîíà ïîêàçûâàþò ñòðåëêîé, íàïðàâëåííîé ââåðõ ↑, è íàçûâàþò «âåðõíèì ýëåêòðîíîì» à îòðèöàòåëüíîé – ñòðåëêîé âíèç ↓ èëè «íèæíèì ýëåêòðîíîì»).

Âîçüì¸ì øàð, êàê áû ìû åãî íå ïîâîðà÷èâàëè, îí ïðè ëþáîì ïîâîðîòå íåîòëè÷èì îò íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ. Ïðî íåãî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî åãî ñïèí ðàâåí 0. Âîçüì¸ì òåïåðü ëþáîé íåñèììåòðè÷íûé ïðåäìåò – äëÿ òîãî, ÷òîáû åãî âåðíóòü ê ïåðâîíà÷àëüíîìó âèäó, íåîáõîäèìî åãî ïîâåðíóòü íà 360 ãðàäóñîâ. Ïðî òàêîé îáúåêò ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî åãî ñïèí ðàâåí 1. Òåïåðü âîçüì¸ì ñèììåòðè÷íîå òåëî, íàïðèìåð öèëèíäð. Åñëè ìû åãî ïîâåðí¸ì íà 180 ãðàäóñîâ, ìû òàê æå íå ñìîæåì îòëè÷èòü åãî òåêóùåå ñîñòîÿíèå îò ïåðâîíà÷àëüíîãî, ïîñêîëüêó çà ïîëíûé îáîðîò, îí áóäåò â òàêîì ñîñòîÿíèè äâàæäû, åãî ñïèí áóäåò ðàâåí 2. Ïðî ñïèí â ½ ñëîæíåå. Òàêîå çíà÷åíèå ïî íàøåé ëîãèêå äîëæåí èìåòü ïðåäìåò, ñîñòîÿíèå êîòîðîãî âåðí¸òñÿ ê èñõîäíîìó çà äâà ïîëíûõ îáîðîòà (720 ãðàäóñîâ).  ìàêðî-ìèðå òîæå ìîæíî ñêîíñòðóèðîâàòü ïîäîáíûå îáúåêòû (íà ãèôêå ïðèìåð âðàùåíèÿ íà 2 îáîðîòà äëÿ âîçâðàòà â ïåðâîíà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå):

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Åñëè âçÿòü ëåíòó ̸áèóñà è ïðåäñòàâèòü, ÷òî ïî íåé ïîëçåò ìóðàâåé, òîãäà, ñäåëàâ îäèí îáîðîò (ïðîéäÿ 360 ãðàäóñîâ), ìóðàâåé îêàæåòñÿ â òîé æå òî÷êå, íî ñ äðóãîé ñòîðîíû ëèñòà, à ÷òîáû âåðíóòüñÿ â òî÷êó, îòêóäà îí íà÷àë, ïðèä¸òñÿ ïðîéòè âñå 720 ãðàäóñîâ.

Åù¸ â êàêîé-òî ìåðå àíàëîãîì ïîëîâèí÷àòîãî ñïèíà ìîæåò ñëóæèòü ÷åòûðåõòàêòíûé äâèãàòåëü âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ. Ïðè ïîâîðîòå êîëåí÷àòîãî âàëà íà 360 ãðàäóñîâ ïîðøåíü âåðí¸òñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå (íàïðèìåð, âåðõíþþ ì¸ðòâóþ òî÷êó), íî ðàñïðåäåëèòåëüíûé âàë âðàùàåòñÿ â 2 ðàçà ìåäëåííåå è ñîâåðøèò ïîëíûé îáîðîò ïðè ïîâîðîòå êîëåí÷àòîãî âàëà íà 720 ãðàäóñîâ. Òî åñòü ïðè ïîâîðîòå êîëåí÷àòîãî âàëà íà 2 îáîðîòà äâèãàòåëü âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ âåðí¸òñÿ â òî æå ñîñòîÿíèå.  ýòîì ñëó÷àå òðåòüèì èçìåðåíèåì áóäåò ïîëîæåíèå ðàñïðåäåëèòåëüíîãî âàëà. Òàê è ýëåêòðîíó – åìó íàäî ïîâåðíóòüñÿ äâàæäû, ÷òîáû âåðíóòüñÿ ê ïðåäûäóùåìó ñîñòîÿíèþ.

Âñå êâàíòîâûå ÷àñòèöû èìåþò ñïèí. Ó íåêîòîðûõ çíà÷åíèÿ ñïèíà – öåëîå ÷èñëî, è òàêèå ÷àñòèöû íàçûâàþò áîçîíû (ôîòîíû, ãëþîíû, W è Z áîçîíû è ò. ä.), à íåêîòîðûå – ïîëóöåëîå (ýëåêòðîíû, íåéòðèíî, ìþîíû, êâàðêè, èç êîòîðûõ ñîñòîÿò ïðîòîíû è íåéòðîíû), è îíè íàçûâàþòñÿ ôåðìèîíàìè. Åù¸ ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî âîëíîâûå ôóíêöèè ó áîçîíîâ ñèììåòðè÷íûå, à ó ôåðìèîíî⠖ àñèììåòðè÷íûå.

Ñïèí ýëåêòðîíà ÿâëÿåòñÿ åãî ÷åòâ¸ðòûì è ïîñëåäíèì êâàíòîâûì ÷èñëîì – ñïèíîâûì, è îáîçíà÷àåòñÿ s. Äâà ýëåêòðîíà ìîãóò íàõîäèòüñÿ íà îäíîé îðáèòàëè (èìåÿ ïðè ýòîì ñîâïàäàþùèå êâàíòîâûå ÷èñëà n, l, m, íî ïðè ýòîì èìåòü ðàçíûå íàïðàâëåíèÿ ñïèíà).

×åòûðå êâàíòîâûõ ÷èñëà (ãëàâíîå, îðáèòàëüíîå, ìàãíèòíîå è ñïèíîâîå) ïîëíîñòüþ îïèñûâàþò ñîñòîÿíèå ÷àñòèöû, ýòî ñâîåîáðàçíûé àäðåñ ýëåêòðîíà âíóòðè àòîìà.

Ìû ïîäõîäèì ê î÷åíü âàæíîìó ìîìåíòó – òàê êàê áîëüøå ýëåêòðîíîâ íà îðáèòàëü «âïèõíóòü» íèêàê íå ïîëó÷èòñÿ, è íèêàêèõ äâà ôåðìèîíà (èìåþùèõ ïîëóöåëûé ñïèí) íå ìîãóò èìåòü îäèíàêîâûé íàáîð êâàíòîâûõ ÷èñåë, òî åñòü íàõîäèòüñÿ â îäíîì è òîì æå êâàíòîâîì ñîñòîÿíèè.

Òî, ÷òî ìû íå ìîæåì íàãðîìîæäàòü ýëåêòðîíû äðóã íà äðóãà è îáúÿñíÿåò ïðè÷èíó, ïî êîòîðîé âñÿ ìàòåðèÿ äîëæíà ýêñêëþçèâíî çàíèìàòü îïðåäåë¸ííûé îáú¸ì è íå ïðîïóñêàòü ÷åðåç ñåáÿ äðóãèå ìàòåðèàëüíûå îáúåêòû. Ýòî è åñòü Ïðèíöèï çàïðåòà Ïàóëè.  òî æå âðåìÿ, ýòî êàñàåòñÿ òîëüêî ôåðìèîíîâ (èç íèõ ñäåëàíà ìàòåðèÿ), áîçîíû æå (ñâåò, ðàäèàöèÿ) ìîãóò ïðè îïðåäåë¸ííûõ îáñòîÿòåëüñòâàõ ïðîõîäèòü ñêâîçü ìàòåðèþ, âïðî÷åì, èíîãäà îíè ïîãëîùàþòñÿ. Òàê, åñëè âû áóäåòå ñòàðàòüñÿ ñáëèçèòü äâà ýëåêòðîíà â îäèíàêîâûõ êâàíòîâûõ ñîñòîÿíèÿõ ìåæäó íèìè âîçíèêíåò äîïîëíèòåëüíîå îòòàëêèâàíèå, êîòîðîå èíîãäà åù¸ íàçûâàþò îòòàëêèâàíèåì Ïàóëè.

×òî ýòî çíà÷èò äëÿ íàñ? Ïî ìåðå ðîñòà àòîìíîãî ÿäðà, â í¸ì ðàñò¸ò êîëè÷åñòâî ïðîòîíîâ, à çíà÷èò – äëÿ òîãî, ÷òîáû àòîì áûë íåéòðàëåí, â í¸ì äîëæíî ïðèñóòñòâîâàòü òàêîå æå êîëè÷åñòâî ýëåêòðîíîâ. Ðàç ýëåêòðîíû íå ìîãóò «ñåëèòüñÿ» íà îäíîé îðáèòàëè áîëüøå îïðåäåë¸ííîãî êîëè÷åñòâà, îíè âûíóæäåíû çàíèìàòü «ýòàæè» ïîâûøå, ò. å. èìåòü áîëå âûñîêóþ ýíåðãèþ.

Ëåãêî ïîñ÷èòàòü, ÷òî îðáèòàëü òèïà s ìîæåò âìåñòèòü ëèøü 2 ýëåêòðîíà, íà îðáèòàëè òèïà p ìîæíî óìåñòèòü 6 ýëåêòðîíîâ, â d îðáèòàëè åñòü ìåñòî äëÿ 10 ýëåêòðîíîâ, à f îðáèòàëü âìåùàåò 14. Òåïåðü, äóìàþ, ìíîãèì ñòàíåò î÷åâèäíî, ïî÷åìó ïåðèîäè÷åñêàÿ òàáëèöà ýëåìåíòîâ âûãëÿäèò èìåííî òàê:

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Åñëè âíèìàòåëüíåå ïðèãëÿäåòüñÿ, òî ìîæíî óâèäåòü íåêîòîðîå íåñîîòâåòñòâèå – íàïðèìåð ñëåäóþùåé îðáèòàëüþ çà 3p èä¸ò íå 3d, à ñðàçó 4s, ÷òî êàê-òî íåëîãè÷íî. Îäíàêî â ýòîì ìèðå íå âñ¸ òàê ïðîñòî. Äåëî â òîì, ÷òî ýíåðãèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ íà÷àëà çàïîëíåíèÿ îðáèòàëè 4s íà ñàìîì äåëå íèæå, ÷åì ýíåðãèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû íà÷àòü çàïîëíåíèå 3d:

Ïðàâèëà îáùåæèòèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìà Ôèçèêà, Êâàíòîâàÿ ôèçèêà, Õèìèÿ, Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà, Êâàíòîâûå ÷èñëà, Ãèôêà, Äëèííîïîñò

Êîíôèãóðàöèÿ ýëåêòðîíîâ â àòîìå ïî÷òè ïîëíîñòüþ îïðåäåëÿþò åãî õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà. Ñ îïðåäåë¸ííîé òî÷êè çðåíèÿ ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî õèìèÿ – ýòî íàóêà îá ýëåêòðîíàõ è èõ âçàèìîäåéñòâèè. Åñëè ôîòîí, íàâåðíîå, ñàìûé âàæíûé áîçîí â íàøåé âñåëåííîé, òî ñàìûì âàæíûì ôåðìèîíîì ÿâëÿåòñÿ ýëåêòðîí.

Источник