Принцип Паули

В 1925 году Паули установил квантовомеханический закон, который был назван принципом Паули или принципом исключения: в любом атоме не может быть двух электронов, находящихся в двух одинаковых стационарных состояниях, определяемых набором четырех квантовых чисел: главного n, орбитального , магнитного m и спинового m _S .

Найдем максимальное число электронов с одинаковыми числам n, , m – их 2, отличающихся .

Вычислим максимальное число электронов с одинаковыми числами n, . При этом вектор может иметь различных ориентаций: .

s состояние	Z = 2
p состояние	Z = 6
d состояние	Z = 10
f состояние	Z = 14
g состояние	Z = 18

Найдем максимальное число электронов, имеющих одинаковое число n. Число при этом изменяется от 0 до (n – 1): (при получении данного соотношения использовано, что ).

		Количество электронов	Максимальное число электронов
	n	s	p	d	f	g
K			–	–	–	–
L				–	–	–
M					–	–
N						–
O

Систематика заполнения электронных состояний в атомах и периодичность изменения свойств химических элементов позволяют расположить все химические элементы в периодическую систему элементов Д.И.Менделеева.

Основные положения современной теории периодической системы:

1) порядковый номер Z химического элемента равен общему числу электронов в атоме данного элемента;

2) состояние электронов в атоме определяется набором четырех квантовых чисел: ;

3) с возрастанием числа электронов каждый следующий электрон должен занять возможное энергетическое состояние с наименьшей энергией;

4) заполнение электронами энергетических состояний в атоме должно происходить в соответствии с принципом Паули.

Электронным слоем называется совокупность электронных состояний в атоме с одинаковым значением главного квантового числа n: K при n =1; L при n =2; M при n =3; N при n =4; O при n =5 и т.д.

Нарушение указанного в таблице порядка начинается с Z = 19 и объясняется тем, что состояния с большими n и меньшими могут быть энергетически более выгодными, чем состояния с меньшими n и большими . Поэтому возникают химические элементы с недостроенными предыдущими слоями.

Дата добавления: 2013-12-13