Правило Клечковского

Размещение электронов в атомах. Правило Клечковского. Принцип Паули. Следствие из принципа Паули. Правило Хунда

Спиновое квантовое число

Наличие у электронов собственного механического момента, связанного с его вращением вокруг собственной оси, получило название спина (spin, англ. - веретено).

Величину и ориентацию этого спина характеризует спиновое квинтовое число

m _s = - 1/2, 1/2.

Поскольку спин - величина векторная, то электроны, имеющие одинаковое направление, называют параллельными, противоположное - антипараллельными.

Таким образом, состояние электрона в атоме однозначно характеризуется четырьмя квантовыми числами.

Если атом находится в основном (т.е. в невозбужденном) состоянии, то его электроны занимают самые низкие по энергиям орбитали. Однако в многоэлектронном атоме энергия орбитали зависит не только от притяжения электронов к ядру, но и от отталкивания каждого из них от остальных. В многоэлектронном атоме внутренние электронные слои экранируют (заслоняют) внешние электронные слои от действия заряда ядра, поэтому энергия притяжения электронов внешних уровней меньше, чем энергия притяжения электронов внутренних уровней.

Взаимное влияние электронов друг на друга приводит к изменению последовательности заполнения орбиталей в многоэлектронном атоме.

Устойчивым состоянием системы является такое, которое характеризуется минимальным запасом энергии. Заполнение энергетических уровней происходит в порядке увеличения энергии.

Заполнение энергетических подуровней происходит в порядке возрастания суммы двух квантовых чисел (п + l), а при равенстве этих сумм - в порядке возрастания п:

1s<2s<2p<3s<3p<4s ≈ 3d<4p<5s ≈ 4d<5p<6s ≈ 4f ≈ 5d<6p<7s ≈ 5f ≈ 6d<7p

Исключения из правила Клечковского наблюдаются для атомов элементов с полностью или наполовину заполненными d- и f –подуровнями.

Энергия электронов в состоянии 4s и 3d, 5s и 4d близки, что возможен проскок с s на d подуровень у десяти элементов. Например, состояние валентных электронов у меди:

Сu: 3d⁹4s²,

но из-за проскока электронов валентные электроны располагаются следующим образом:

Сu: 3d¹⁰4s¹.

Во втором случае энергия меньше, чем в первом, т.е. он энергетически более выгоден.

Дата добавления: 2013-12-12