Распределение электронов в атоме

Квантовые числа

n – главное квантовое число, оно показывает энергию электрона, находящегося на данном энергетическом уровне. Принимает значения 1, 2, 3, 4…7. Чем ближе к ядру уровень, тем меньше энергия уровня.

l – орбитальное квантовое число. Оно показывает форму электронного облака. Принимает значения от 0 до n – 1.

Если l =0, то это s облачко, оно имеет форму сферы;

если l =1, то это р облачко, оно имеет форму гантели;

если l =2, то это d облачко, оно имеет форму сдвоенной гантели;

если l =3, то это f облачко, оно имеет форму сложного лепестка.

В нормальном состоянии у электрона нет других форм облаков.

m _l – магнитное квантовое число, показывает ориентацию электронных облаков около ядерного пространства. Принимают значения от – l, …0… + l.

Если l =0, то m _l = 0;

если l =1, то m _l = −1, 0, 1;

если l =2, то m _l = −2, −1, 0, 1, 2;

если l =3, то m _l = −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3.

m_s – спиновое квантовое число, характеризует собственный момент движения электрона. Принимает значения: + ½ и − ½.

Типы атомных орбиталей.

Для элементов 1-го периода (Н, He) характерна одна АО - 1s. (1 клеточка)

Р(3 клеточки) у d(5 клеточек)

В элементах 2-го периода электроны занимают пять АО на двух энергетических уровнях: первый уровень 1s; второй уровень - 2s, 2px, 2py, 2pz. (цифры обозначают номер энергетического уровня, буквы - форму орбитали).

Состояние электрона в атоме полностью описывают квантовые числа.

Распределение электронов в атоме

От распределения электронов в атоме зависят химические свойства элементов. По электронным формулам можно определить свойства элемента. Распределяются электроны в атоме согласно четырем принципам:

∙ принцип наименьшей энергии;

∙ правило Клечковского;

∙ принцип Паули;

∙ правило Гунда.

Принцип наименьшей энергии. Любая система, в том числе и микрочастицы, в том числе и электроны, стремятся занять положение, более энергетически выгодное, т.е. с наименьшей энергией. Сначала заполняется 1-й энергетический уровень, затем 2-й энергетический уровень и т.д.

9. Последовательность заполнения электронами орбиталей осуществляется в соответствии с принципом минимальной энергии, согласно которому электроны заполняют орбитали в порядке повышения уровня энергии орбиталей. Очередность орбиталей по энергии определяется правилом Клечковского: увеличение энергии и соответственно заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы (n+l), а при равной сумме (n+l) – в порядке возрастания n.

10. Правило Клечковского. Увеличение энергии и соответственно заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел n + l, а при равной сумме n + l в порядке возрастания числа n. Соответственно этому правилу подоболочки выстраиваются в следующий ряд:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s» 3d < 4p < 5s» 4d < 5p < 6s» 5d …

11. Принцип Паули гласит, что в атоме не может быть двух одинаковых электронов, со всеми одинаковыми четырьмя квантовыми числами, хотя бы одним квантовым числом они должны отличаться.

Правило Гунда. Электроны на эквивалентных орбиталях располагаются так, чтобы суммарный спин их был максимальный.Орбиталь обозначаем , а спин электрона: ­ (+1/2), ¯(-1/2).

Количество электронов на данном уровне можно определить по формуле 2 n², но эта формула справедлива только до 4-го энергетического уровня, на остальных уровнях больше 32 ē быть не может.