Последовательность заполнения энергетических подуровней. Электронная формула элемента

Запись последовательности распределения электронов в атоме химического элемента по энергетическим уровням и подуровням, называется электронной формулой и отражает электронную структуру атома. В основном (невозбужденном) состоянии атома все электроны удовлетворяют принципу минимальной энергии. Это значит, что сначала заполняются подуровни, для которых:

1) главное квантовое число n минимально;

2) внутри уровня сначала заполняется s- подуровень, затем p- и лишь затем d- (l минимально);

3) заполнение происходит так, чтобы (n + l) было минимально (правило Клечковского);

4) в пределах одного подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы их суммарный спин был максимален, т.е. содержал наибольшее число неспаренных электронов (правило Хунда).

В соответстии с этими правилами, энергия подуровней возрастает в ряду:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f» 5d < 6p < 7s 5f» 6d,

На каждом энергетическом подуровне может располагаться определенное число электронов (см. таблицу 2.1.), которое указывается в пратвом верхнем углу типа подуровня: s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴, а электронная формула элемента (например ₁₀₄Ku – Курчатовий) будет выглядеть так:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁶7s²5f¹⁴6d²

№ периода 1 2 3 4 5 6 7

Общее количество электронов должно быть равно номеру элемента. Ниже формулы указано распределение элементов по периодам периодической таблицы Менделеева, откуда видно, что d- и f-подуровни оказываются в более старших № периодов, чем № их энергетического уровня (например, 3d в 4 периоде, а 4f – 6). Из этого легко расчитать число элементов в каждом периоде. Распределение электронов по последнему заполнямому уровню или периоду характеризует химические свойства элемента, что свидетельствует о прямой их зависимости от электронного строения атома.