Квантовые числа и их физический смысл

n- главное квантовое число (от 1 до ∞)

1) характеризует номер энергетического уровня, равный номеру периода

2) характеризует энергию электрона на уровне

3) характеризует радиус ядра, т.е. степень удаления от ядра:

4) характеризует максимальное число электронов на энергетическом уровне

 

l – орбитальное квантовое число (от 0 до (n-1))

1) характеризует энергию электрона на подуровне

2) характеризует форму электронной орбитали: l=0, то s-орбиталь; l=1, то p-орбиталь; l=2, то d-орбиталь; l=3, то f-орбиталь

 

M_l – магнитное квантовое число (-1; 0;+1)

1) Характеризует энергию электрона в энергетическом состоянии

2) Характеризует ориентацию электронной орбитали в пространстве

3) Характеризует проекцию орбитального момента на направление поля

 

M_s - спиновое квантовое число ( ½; -½)

1. характеризует собственное вращение электрона вокруг своей оси

Энергия атомных орбиталей – энергия электрона, находящегося на этой орбитали (то есть в этом состоянии). Энергия атомных орбиталий может быть, как рассчитана из уравнения Шрёдингера, так и определена экспериментально.

Правила Клечковского

2. Энергия электрона (атомной орбитали) увеличивается в порядке возрастания суммы (n+l)

3. При одинаковых значениях суммы (n+l) энергия электрона (атомной орбитали) увеличивается в порядке возрастания главного квантового числа n

Принцип Паули

В атоме не могут существовать более двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел n,l, m_l, m_s

Максимальное количество электронов на подуровнях (орбиталях) следующее: s – 2; p – 6; d – 10; f – 14.

Правило Гунда

Заселение орбиталей, относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню, начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заселение орбиталей парами электронов с противоположными спинами. В результате суммарный спин (и сумма спиновых квантовых чисел) всех электронов в атоме будет максимальным.

Структура периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Периодическая система состоит из периодов и групп. Порядковый номер элемента в периодической системе равен заряду ядра, или количеству протонов в нем, а также количеству электронов в оболочке нейтрального атома. Период – последовательный ряд элементов, атомы которых различаются числом электронов в наружном слое. Каждый период начинается типичным металлом и завершается благородным газом. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа * внешнего электронного уровня.

Валентный электрон – это электроны, наименее прочно связанные с ядром и участвующие в образовании ковалентных связей.

Ковалентность – это число неспаренных электронов. Может быть увеличено за счет перевода атома в возбужденное состояние при поглощении атомами энергии. Переход электрона с одного подуровня на другой происходит в пределах одного и того же энергетического уровня.

Периодический закон: свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году.

Под эффективными радиусами атомов и ионов понимают радиусы действия сфер атомов или ионов, то есть минимальные расстояния, на которых центры сфер атомов или ионов могут приблизиться к поверхности соседних атомов.

Орбитальный радиус – радиус, за который можно принять расстояние от ядра до максимума электронной плоскости внешних орбиталий.