Возможные значения квантовых чисел

n	l	ml	ms
			±1/2
	0, 1	0; 1, 0, –1	±1/2
	0, 1, 2	0; 1, 0, –1; 2, 1, 0, –1, –2	±1/2
	0, 1, 2, 3	0; 1, 0, –1; 2, 1, 0, –1, –2; 3, 2, 1, 0, –1, –2, –3	±1/2

Форма s-электронной орбитали

Форма d-электронной орбитали

   

Форма и ориентация p-электронных орбиталей

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью. Совокупность электронов с одинаковым квантовым числом n называется электронным слоем или уровнем. Электроны, которые движутся в орбиталях близкого размера и образуют энергетические уровни. Они номеруются от ядра 1;2;3;4;5;6;7. Энергетические уровни подразделяются на подуровни, которые отличаются друг от друга энергией связи с ядром. Совокупность электронов с одинаковыми значениями n и образуют подуровень. Число подуровней равно n, но не более 4–х.

Подуровни состоят из орбиталей: s– первый подуровень состоит из одной s- орбитали; p – второй подуровень состоит из трёх p-орбиталей; d– третий подуровень состоит из пяти d-орбиталей; f – четвёртый подуровень состоит из семи f-орбиталей.

Схема подразделения энергетических уровней на подуровни

Электронные формулы – показывают распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням.

число впереди формулы – номер уровня;

буква – подуровень (тип орбитали);

индекс справа вверху – число электронов на подуровне.

5.3.Основные положения строения электронных оболочек атома

Принцип Паули
В каждой орбитали может находиться не более 2-х электронов. В атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковыми свойствами. Поскольку свойства электронов характеризуются квантовыми числами, принцип Паули часто формулируется так: В атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковы.	Если в орбитали 1 электрон – это неспаренный электрон. Если в орбитали 2 электрона, то это спаренные электроны.

Правило Гунда
Порядок заполнения электронами подуровней формулируется правилом Гунда: в подуровнях p-, d- и f-орбитали сначало заполняются одиночными, неспаренными электронами и лишь потом происходит их заполнение вторыми электронами, т.е. спаривание. Иными словами, при заполнении электронами подуровня суммарное спиновое число подуровня должно быть максимальным.	Например, состояние (I) имеет суммарное спиновое число S ms = +1/2–1/2+1/2=+1/2, а состояние (II) того же подуровня с тем же числом электронов имеет S ms = +1/2+1/2+1/2=+3/2. Второму состоянию отвечает большее суммарное спиновое число, и это состояние предпочтительнее первого. p p I II

Правило Клечковского
Сначала заполняются те подуровни, для которых сумма значений квантовых чисел n и является наименьшей.	Энергия электрона в основном определяется главным квантовым числом n и побочным квантовым числом .

Принцип наименьшей энергии
При заполнении электронами уровней и подуровней последовательность размещения электронов в атоме должна отвечать как наименьшей энергии электрона, так и наименьшей энергии атома в целом. Электрон не занимает вышележащий уровень, если в нижележащем уровне есть места, располагаясь на которых, он будет обладать меньшей энергией.	Принцип наименьшей энергии справедлив только для основных состояний атомов. В возбужденных состояниях электроны могут находиться на любых орбиталях атомов, если при этом не нарушается принцип Паули.

Максимальное число электронов: – на орбитали (определенные n, ,) – 2 подуровень s p d f максимальное число электронов 2 6 10 14 – на подуровне(определенные n и ) – 2 (2+1) – на уровне – 2 n ²

«Проскок» электрона: формула ₂₄Cr 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁴ 4s² не соответствует действительности, т.к. второй электрон с внешнего уровня «перескочил» на d-подуровень второго снаружи уровня → ₂₄Cr 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

«Проскок» электрона характерен на d-орбитали, так как более устойчивыми состояниями являются размещение 5-ти или 10-ти электронов. То же у f-орбитали – 7 или 10 электронов.

Дата добавления: 2014-10-31