 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Формирование электронной оболочки атома
|
|
Последовательность заполнения электронами подуровней в многоэлектронных атомах определяется принципом минимума энергии, принципом Паули и правилом Хунда.
Принцип минимума энергии: заполнение электронами атомных орбиталей (AO) происходит в порядке возрастания их энергии. В устойчивом состоянии электроны находятся на наиболее низких энергетических уровнях и подуровнях.
Это означает, что каждый новый электрон попадает в атоме на самый низкий (по энергии) свободный подуровень.
Охарактеризуем уровни, подуровни и орбитали по запасу энергии электронов. Для многоэлектронного атома энергия орбиталей на уровнях и подуровнях изменяется следующим образом:
1 s < 2 s < 2 р < 3 s < 3 р < 4 s < 3 d < 4 р < 5 s <4 d < 5 р < 6 s < 5 d (4 f) < 6 р < 7 s < 6 d (5 f) < 7 р
Для сложных атомов действует правило (п+l) или правило Клечковского: энергия АО возрастает в соответствии с увеличением суммы (п+l) главного и орбитального квантовых чисел. При одинаковом значении суммы энергия меньше у АО с меньшим значением главного квантового числа.
Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.
Каждая орбиталь – это энергетическое состояние, которое характеризуется значениями трех квантовых чисел: п, l и ml Эти числа определяют размер, форму и ориентацию орбитали в пространстве. Следовательно, на одной орбитали может быть не более двух электронов и различаться они будут значением четвертого (спинового) квантового числа: тs = +1/2 или –1/2 (таблица 2.1)
Например, для 1 s- орбитали существует два набора квантовых чисел:
| n | ||
| l | ||
| ml | ||
| ms | +1/2 | –1/2 |
Следовательно, здесь может находиться только два электрона с различными значениями спинового числа.
Для каждой из трех 2 p- орбиталей также возможно только два набора квантовых чисел:
| n | ||
| l | ||
| ml | ||
| ms | +1/2 | –1/2 |
Значит, на р -подуровне может находиться только шесть электронов.
Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно:
,
где п – номер уровня, илиглавное квантовое число.
Следовательно, на первом энергетическом уровне может находиться не более двух электронов, на втором – не более 8, на третьем – не более 18, на четвертом – не более 32 (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Формирование электронной оболочки атома
| Энергетический уровень n | l | ml | ms | Число электронов | |
| на подуровне | на уровне | ||||
| 0 (s) | ±1/2 | ||||
| 0 (s) | ±1/2 | ||||
| 1 (p) | –1, 0, 1 | ±1/2 | |||
| 0 (s) | ±1/2 | ||||
| 1 (p) | –1, 0, 1 | ±1/2 | |||
| 2 (d) | –2, –1, 0, 1, 2 | ±1/2 | |||
| 0 (s) | ±1/2 | ||||
| 1 (p) | –1, 0, 1 | ±1/2 | |||
| 2 (d) | –2, –1, 0, 1, 2 | ±1/2 | |||
| 3 (f) | –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3 | ±1/2 |
Правило Хунда: при формировании электронного подуровня электроны заполняют максимальное число свободных орбиталей так, чтобы число неспаренных электронов было наибольшим.
Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 1171 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
