Химия. Анкудимова И.А. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2 Согласно квантово-механическим расчетам электронные облака отличаются не только размерами, но и
формой. Форму электронного облака характеризует орбитальное (азимутальное) квантовое число (l).
Различная форма электронных облаков обуславливает изменение энергии электрона в пределах одного
энергетического уровня, т.е. происходит расщепление энергетического уровня на так называемые энергетиче-
ские подуровни. Орбитальное квантовое число принимает целочисленные значения от 0 … до (n – 1).
Кроме числового значения орбитальное квантовое число обозначается и буквами: l = 0 – s-электронное об-
лако, l = 1 – p-электронное облако, l = 2 – d-электронное облако, l = 3 – f-электронное облако.
3 Изучение спектров атомов, показало, что в магнитном и электромагнитном полях спектральные линии в
атомных спектрах расщепляются на более тонкие компоненты. Взаимодействие магнитного поля электрона c
внешним магнитным полем определяет пространственное расположение орбиты электрона. Пространственную
ориентацию электронных облаков характеризует магнитное квантовое число (m
l
). Магнитное квантовое число
принимает целочисленные значения от – l через 0 до + l, т.е. магнитное квантовое число показывает, на сколь-
ко энергетических ячеек делится энергетический подуровень.
Квантовые числа n, l, m
l –
характеризуют движение электрона в около ядерном пространстве. Состояние
электрона в атоме, описываемое значениями трех квантовых чисел n, l, m
l
называют энергетической ячейкой
или атомной электронной орбиталью. Атомная орбиталь – это трехмерный объект, это пространство вокруг
ядра атома, в котором находится электрон.
4 Помимо движения вокруг ядра, электрон характеризуется собственным внутренним движением, которое
очень сложно, но можно сказать, что электрон движется вокруг собственной оси по часовой или против часо-
вой стрелки. Это движение характеризуют спиновым квантовым числом или спином (S). Если электрон движет-
ся по часовой стрелке, то S = +1/2. Если против часовой стрелки то S = –1/2. Набор четырех квантовых чисел
определяет положение электрона в атоме. Электрон, находящийся на орбитале один, называется неспаренным.
Следовательно, электронная оболочка атома выглядит следующим образом:
Электронная оболочка атома
(Z – число электронов)
\/
Энергетические уровни: K, L, M, N …
n = 1, 2, 3, 4 … . Максимальное число энергетических уровней равно номеру периода, в котором располо-
жен данный элемент. Максимальная емкость энергетического уровня равна 2n
2
.
\/
Энергетические подуровни: s-, p-, d-, f-
l = от 0 …. до (n – 1). Количество подуровней на энергетическом уровне соответствует номеру энергетиче-
ского уровня. Максимальная емкость энергетического подуровня равна 2(2l + 1).
\/
Энергетические ячейки: m
l
= от – l… через 0 до + l
Число энергетических ячеек на подуровне равно (2 l + 1). Максимальная емкость энергетической ячейки 2
электрона.
\/
Спин
S = (+ –) 1/2.
Размещение электронов в атоме
В многоэлектронном атоме для оценки истинного положения электрона необходимо воспользоваться сле-
дующими правилами:
1 Конфигурация электронной оболочки невозбужденного атома определяется зарядом ядра. Наиболее ус-
тойчивое состояние атома такое, в котором электрон находится на наиболее близком к ядру энергетическом
уровне. В пределах данного подуровня электроны располагаются согласно правилу Хунда (Гунда):
электроны в пределах энергетического подуровня располагаются сначала по одному, а затем если элек-
тронов больше чем орбиталей, то они заполняются уже двумя электронами или чтобы суммарный спин был
максимальным.
2 На основе анализа спектров и учета положения электронов в периодической системе В.Паули нашел
общий принцип, позволяющий избрать те сочетания квантовых чисел, которые соответствовали бы действи-
тельности принцип (запрет) Паули (1925):
в атоме не может быть двух электронов, характеризующихся одинаковым набором всех четырех кван-
товых чисел.
Следствия из принципа Паули:
1) максимальное число электронов на данном энергетическом уровне равно 2n
2
;
2) максимальное число электронов на данном энергетическом подуровне равно 2(2l + 1);
n 1 2 3 4
l 0 0, 1 0, 1, 2 0, 1, 2, 3

Страницы