В Химия. Учеб. пособие. У последующих р-элементов будет идти заполнение каждой р-орбитали вторым электроном с противоположным спином

-21-

СТРОЕНИЕ АТОМА И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

Правило гунда

У последующих р-элементов будет идти заполнение каждой р-орбитали вторым электроном с противоположным спином, т. е. их спарива­ние.

Аналогично идет заполнение электронами d-подуровня и f-подуровня, которые имеют по пять и семь орбиталей соответственно.

Правила В. М. Клечковского. Последовательность заполнения электронами энергетических состояний в атоме

Приведенный ниже порядок заполнения подуровней электронами оп­ределяется двумя правилами В. М. Клечковского.

Первое правило гласит: при увеличении заряда ядра атома последова­тельное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l) к орбиталям с большим значением этой суммы.

Осложнений не возникает до подуровня 3d у элементов IV периода.

Для 3d-подуровня n = 3, l = 2, тогда (n + l) = 5; для 4s-подуровня n = 4, l = 0, тогда (n + l) = 4. Поэтому будет заполняться сначала 4s-, а затем 3d-подуровень. При одинаковых величинах суммы (n + l) энергия электрона тем выше, чем больше значение главного квантового числа. Для скандия (Z = 21) имеем следующие значения квантовых чисел:

3d; (n + l) = (3 + 2) =5, 4p; (n + l) = (4 + 1) = 5, 5s; (n + l) = (5 + 0) = 5.

В этом случае порядок заполнения определяет второе правило Клеч-ковского: при одинаковых значениях (n + l) заполнение орбиталей происхо­дит последовательно в направлении возрастания главного квантового числа. Таким образом, у скандия после 4s-подуровня начинает заполняться подуро­вень 3d. Заполнение 3d-подуровня завершается у атома цинка. Эти элементы называются d-элементами или переходными элементами.

Особенность заполнения электронных оболочек d-элементов заключа­ется в том, что при переходе к каждому последующему элементу новый электрон появляется не во внешнем (n = 4), а во втором снаружи (n = 3) элек­тронном слое, т. е. идет заполнение (n - 1) d-подуровня.

После заполнения 3d- идет заполнение 4p-подуровня (с Ga до Kr). На­чиная с рубидия Rb (Z = 37) заполняется подуровень 5s.

После заполнения 5s²-подуровня у стронция Sr (элемент V периода) идет заполнение 4d-подуровня (Y - Cd) – d-элементы, затем 5p (In - Xe) – р-элементы.

Шестой период начинается с s-элементов цезия Cs и бария Ba, у них (n + l) = 6, затем 4f, (n + l) = 7. Но у лантана La (Z = 57) появляется 5d¹-электрон. У следующего элемента церия Ce (Z = 58) начинает заполнять-

В Химия. Учеб. пособие

-22-

СТРОЕНИЕ АТОМА И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА