Статья: Строение веществ. Систематика химических элементов
Спиновое квантовое число ms характеризует соответственно механический момент электрона, связанный с вращением его вокруг своей оси. Оно может иметь только два значения: +1/2 или -1/2.
Общая характеристика состояния электрона в многоэлектронном атоме определяется принципом Паули:
в атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковы.
Следовательно, на одной орбитали может находиться не более двух электронов, отличающихся друг от друга значениями спинового квантового числа (спинами); максимальная емкость энергетического подуровня - 2(2l+1) электронов, а уровня - 2n2.
Распределение электронов в атоме, находящихся в основном состоянии (его электронная конфигурация), определяется зарядом электрона. При этом электроны размещаются согласно принципа минимальной энергии:
наиболее устойчивое состояние электрона в атоме соответствует минимально возможному значению его энергии.
Конкретная реализация этого принципа может быть осуществлена на основе правила Клечковского:
с ростом атомного номера элемента электроны размещаются последовательно на орбиталях, характеризуемых возрастанием суммы главного и орбитального чисел (n+l);
при одинаковых значениях этой суммы раньше заполняется орбиталь с меньшим значением главного квантового числа n.
Последовательность заполнения энергетических подуровней в основном соответствует следующему ряду:
1s 2s 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p и т.д.
При наличии однотипных орбиталей их заполнение происходит в соответствии с правилом Хунда: в пределах энергетического подуровня электроны располагаются так, чтобы их суммарный спин был максимальным.
В таблице 1.1 приведены значения квантовых чисел для различных состояний электрона, а также указано максимальное количество электронов, которое может находиться на том или ином энергетическом уровне и подуровне в атоме.
Существует два способа составления схем распределения электронов в атоме: а) в виде формул электронных конфигураций, например, для 19К – 1s22s22p63s23p64s1, где показатель степени указывает число электронов на данном подуровне;
б) в виде квантовых ячеек – для изображения электронной орбитали и стрелок, направление которых указывает на ориентацию спинов электронов:
s | p | |||
n=2 | ¯ | ¯ | | |
n=1 | ¯ |
Таблица 1.1 Квантовые состояния электронов, емкость энергетических уровней и подуровней
Квантовое состояние электронов, емкость энергетических уровней и подуровней. | ||||||||
Электронная оболочка |
Энергетический уровень l | Энергетический подуровень |
Возможные значения ml |
Число орбиталей | Максимальное число электронов | |||
значение l | тип | на подуровне (2l+1) | на уровне n2 | на подуровне (2l+1) 2 | на уровне 2n2 | |||
K К-во Просмотров: 393
Бесплатно скачать Статья: Строение веществ. Систематика химических элементов
|