Порядок заполнения электронных орбиталей

Пример. Рассмотреть применение правила Клечковского для определения распределения электронов по орбиталям в атомах калия (Z = 19) и скандия (Z = 21).

Решение

Предшествующий калию в ПСХЭ элемент аргон (Z = 18) имеет распределение электронов по орбиталям:

.

При распределении электронов по орбиталям в атоме К соответственно правилу Клечковского предпочтение отдается орбитали 4 s, т. к. сумма квантовых чисел n + l равна 4 + 0 = 4 (если сравнить с орбиталью 3 d, то n + l = 3 + 2 = 5). Орбиталь 4 s имеет меньшее значение n + l. Поэтому электронная формула калия:

1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶3 d ⁰4 s ¹.

Предшествующий скандию элемент кальций (Z = 20) имеет следующее распределение электронов по орбиталям:

1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶3 d ⁰4 s ².

Из орбиталей 3 d (n + l = 3 + 2 = 5) и 4 p (n + l = 4 + 1 = 5) при распределении электронов в атоме Sc отдается предпочтение орбитали 3 d, как имеющей минимальное значение n = 3 при одинаковых суммах квантовых чисел n + l = 5. Электронная формула атома скандия:

1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶3 d ¹4 s ²4 p ⁰.

Задание. На основании положения химических элементов в ПСХЭ и закономерностей распределения электронов по орбиталям рассмотреть особенности электронной структуры:

а) атома кальция Ca ;
б) атома железа Fe.

Практическая работа 2.
Периодическая система
химических элементов Д.И.Менделеева
с точки зрения строения атомов

Цели. Рассмотреть взаимосвязь состава и электронной структуры атомов химических элементов с их положением в ПСХЭ Д.И.Менделеева, периодичность расположения элементов и изменение электронных конфигураций их атомов, отвечающее периодичности изменения их свойств; значение периодического закона для развития науки и диалектико-материального понимания природы.
Оборудование. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, модели s -, p -, d -орбиталей, таблица распределения электронов по квантовым уровням, схема порядка заполнения электронных орбиталей; формулы определения числа элементов в четных и нечетных периодах ПСХЭ Д.И.Менделеева, таблица «Электронное строение атомов в основном состоянии».

Дата добавления: 2014-01-15