Электронные конфигурации атомов

И так, попробуем теперь построить электронную оболочку атомов, начнем с самых простых, имеющих только первый слой.

Первый слой, n = 1, тогда l = 0 (это s-орбиталь), m_l = 0 (одна орбиталь), m_s = ± ½, на ней могут быть один или два электрона, для которых характерен следующий набор квантовых чисел (1, 0, 0, +1/2) и (1, 0, 0, -1/2). В периодической системе атомы, имеющие только первый слой, располагаются в первой строчке системы ¾ это первый период. Таких элементов два: водород и гелий ¾ это s-элементы, т. к. у них заполняется s-орбаталь.

Электронные формулы таких элементов записываются следующим образов, сначала записывают номер слоя, потом буква обозначающая вид орбитали, а затем верхний индекс показывающий число электронов на орбиталях:

H 1s¹,

He 1s².

Элементы, у которых заполняется второй слой уже содержат первый. Второй слой, значит n = 2, тогда l = 0 (s-орбиталь), m_l = 0 (одна орбиталь), m_s = ± ½ (содержит один или два электрона) и l = 1 (р-орбиталь), m_l = 0, ±1 (три орбитали), m_s = ± ½ (на них могут располагаться от одного до шести электронов). На втором периоде находятся восемь элементов.

₃Li 1s²2s¹,

₄Be 1s²2s²,

₅B 1s²2s²2p¹,

₆C 1s²2s²2p²,

₇N 1s²2s²2p³,

₈O 1s²2s²2p⁴,

₉F 1s²2s²2p⁵,

₁₀Ne 1s²2s²2p⁶.

Элементы, у которых заполняется третий слой, уже содержат первый и второй. Третий слой, значит n = 3, начинается с l = 0 (s-орбиталь), m_l = 0 (она одна), m_s = ± ½ (один или два электрона), l = 1 (р-орбитали), m_l = 0, ±1 (их три), m_s = ± ½ (от одного до шести электронов) и l = 2 (d-орбиталь), m_l = 0, ±1, ±2 (пять орбиталей), m_s = ± ½ (на них могут располагаться от одного до десяти электронов). Во втором периоде должно располагаются восемнадцать элементов, на самом деле их всего восемь.

Для того чтобы ответить на вопрос, почему третий период короче, чем ожидалось, рассмотрим принципы и правила построения электронной оболочки атома.