double arrow

Энергетический подуровень — это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энерге­тическом уровне и имеют одинаковую форму

Форма орбиталей и облаков характеризуется по­бочным (орбитальным) квантовым числом l.

Для орбиталей данного энергетического уровня побоч­ное (орбитальное) квантовое число l принимает значения целых чисел от 0 до п-1.

Орбитали, для которых l = 0, имеют форму шара (сфе­ры) и называются s-орбиталями (условно изображаются в виде окружности, рис. 3).

Орбитали, для которых l =1, имеют форму гантели (объемной восьмерки) и называются р-орбиталями (рис. 4).

Орбитали с большими значениями l имеют более слож­ную форму и обозначаются так:

l = 2: d-орбитали (четырехлистника);

l = 3: f-орбитали (шестилистника).

Энергия орбиталей (Е), которые находятся на одном энергетическом уровне, но имеют различную форму, нео­динакова:

Еs < Еpd < Ef.

Поэтому энергетические уровни состоят из энергети­ческих подуровней.

Значит, орбитали одного подуровня имеют одинако­вые значения главного квантового числа (п) и одина­ковые значения побочного квантового числа (l).

Энергетический подуровень обозначается так: главное квантовое число записывают арабской цифрой; побочное квантовое число записывают соответствующей латинской буквой (s, p, d, f и т. д.). Например; 1s — s-подуровень первого энергетического уровня (п=1, l= 0); 4dd-подуровень четвертого энергетического уровня (п = 4, l = 2). Число значений l для каждого уровня равно главному квантовому числу. Поэтому число подуровней на уровне тоже равно главному квантовому числу.

Орбитали одного подуровня отличаются направлени­ем (ориентацией) в пространстве.

3. Магнитное квантовое число m; характеризует на­правление орбиталей (электронных облаков) в про­странстве.

Магнитное квантовое число принимает значения це­лых чисел от - l через 0 до +l.

Число значений m, определяет число орбиталей на по­дуровне; например:

s-подуровень: l = 0; m= 0 s-орбиталь (рис. 1).



Рис. 1. Форма и направление s-электронной орбитали

р-подуровень:l= 1; ml = - 1, 0, +1.

Все три р-орбитали взаимно перпендикулярны, они направлены вдоль осей пространственных координат, поэтому их часто обозначают как рх-, рy - и рz-орбитали. Такое обозначение указывает пространственную направ­ленность p-орбиталей (рис. 2).


z

z

px py pz

Рис 2. Форма и направление р-электронных орбиталей

Еще более сложные формы имеют d-орбитали (их пять) и f-орбитали (их семь).

Число орбиталей на подуровне равно: 2l + 1.

Графически любая орбиталь изображается в виде клет­ки (квантовой ячейки): ÿ

s-подуровень: ÿ

р-подуровень:ÿÿÿ

d-подуровень: ÿÿÿÿÿ

f-подуровень: ÿÿÿÿÿÿÿ

Итак, каждая орбиталь и электрон, который находит­ся на этой орбитали, характеризуются тремя квантовы­ми числами: главным п, побочным l и магнитным ml

Электрон характеризуется еще одним — спиновым квантовым числом.

4. Спиновое квантовое число (спин электрона) ms ха­рактеризует вращение электрона вокруг своей оси и принимает только два значения: +1/2 и -1/2.

Электрон со спином +1/2 условно изображают так:­; со спином -1/2- ¯.

Принцип Паули гласит:

· В атоме не может быть двух электронов с одина­ковым набором всех четырех квантовых чисел.

Поэтому на одной орбитали не может быть больше двух электронов; эти два электрона имеют одинаковый набор трех квантовых чисел (п, l, т) и должны отличаться спинами (спиновым квантовым числом ms): ¯­(табл. 3).


Сейчас читают про: