5.3.Основные положения строения электронных оболочек атома
|
Принцип Паули | |
|
В каждой орбитали может находиться не более 2-х электронов. В атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковыми свойствами. Поскольку свойства электронов характеризуются квантовыми числами, принцип Паули часто формулируется так: В атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковы. |
Если в орбитали 1 электрон – это неспаренный электрон. Если в орбитали 2 электрона, то это спаренные электроны. |
|
Правило Гунда | |
|
Порядок заполнения электронами подуровней формулируется правилом Гунда: в подуровнях p-, d- и f-орбитали сначало заполняются одиночными, неспаренными электронами и лишь потом происходит их заполнение вторыми электронами, т.е. спаривание. Иными словами, при заполнении электронами подуровня суммарное спиновое число подуровня должно быть максимальным. |
Например, состояние (I) имеет суммарное спиновое число Sms = +1/2–1/2+1/2=+1/2, а состояние (II) того же подуровня с тем же числом электронов имеет Sms = +1/2+1/2+1/2=+3/2. Второму состоянию отвечает большее суммарное спиновое число, и это состояние предпочтительнее первого.
p p I II |
|
Правило Клечковского | |
|
Сначала
заполняются те подуровни, для которых
сумма значений квантовых чисел n
и
|
Энергия
электрона в основном определяется
главным квантовым числом n
и побочным квантовым числом
|
является наименьшей.
.
|
Принцип наименьшей энергии | |
|
При заполнении электронами уровней и подуровней последовательность размещения электронов в атоме должна отвечать как наименьшей энергии электрона, так и наименьшей энергии атома в целом. Электрон не занимает вышележащий уровень, если в нижележащем уровне есть места, располагаясь на которых, он будет обладать меньшей энергией. |
Принцип наименьшей энергии справедлив только для основных состояний атомов. В возбужденных состояниях электроны могут находиться на любых орбиталях атомов, если при этом не нарушается принцип Паули.
|
|
Максимальное число электронов:
– на
орбитали (определенные n,
подуровень s p d f максимальное число электронов 2 6 10 14
– на
подуровне(определенные n
и
– на уровне – 2n2 |
,
)
– 2
)
– 2 (2
+1)
«Проскок» электрона: формула 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 не соответствует действительности, т.к. второй электрон с внешнего уровня «перескочил» на d-подуровень второго снаружи уровня → 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1.
«Проскок» электрона характерен на d-орбитали, так как более устойчивыми состояниями являются размещение 5-ти или 10-ти электронов. То же у f-орбитали – 7 или 10 электронов.