ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Квантовые числа n, l, m и S полностью характеризуют дви-
жение электрона в атоме. Никаких других, независимых
от квантовых чисел характеристик у этого движения не может
быть. Квантовые числа очень важны для понимания свойств ве-
ществ и природы химической связи.
1. Электронное облако атома состоит из оболочек, назы-
ваемых уровнями и определяемых значениями главного кванто-
вого числа
...4,3,2,1n = . Электронные слои обозначаются про-
писными буквами в соответствии со следующей схемой:
QPONMLKслояеОбозначени
n 7654321................................
2. Электронные оболочки состоят из подоболочек, назы-
ваемых подуровнями и определяемых значениями орбитального
(азимутального, побочного) квантового числа
l , принимающих
значения
...3,2,1,0l = . Электронные подуровни обозначаются
прописными латинскими буквами в соответствии со следующей
схемой:
fdpsподуровняеОбозначени
l 4321............................................
3. Электронные подуровни состоят из орбиталей, обозна-
чаемых для удобства квантовыми ячейками , количество кото-
рых на соответствующем подуровне задается значениями маг-
нитного квантового числа
m
. Число возможных значений маг-
нитного квантового числа при данном
l равно 12
+
=
lm . Таким
образом,
s-подуровень имеет 1102 =+
⋅
=
m ячейку
р-подуровень 3112 =
+
⋅
=
m ячейки
d-подуровень 5122 =
+
⋅
=
m ячеек
f-подуровень 7132 =
+
⋅
=
m ячеек
4. Каждая электронная орбиталь, или ячейка, включает два
138
электронных состояния, определяемых спиновым кванто-
вым числом
S . Упрощенно спин электрона можно представить
как его вращение вокруг собственной оси по часовой стрелке или
против нее (т.е. в двух прямо противоположных направлениях,
обозначаемых знаками «+» и «-»). Спиновое квантовое число
принимает только два значения:
2
1
±=S
. Для наглядности со-
стояния электрона при
2
1
+=S
обозначают как
и при
2
1
−=S
как .
Теперь определим максимальные числа электронов на
уровнях, подуровнях и орбиталях.
Согласно
принципу Паули, в атоме не может быть двух
и более электронов с одинаковым набором всех четырех кванто-
вых чисел
. Поэтому число электронов на одной орбитали не пре-
вышает двух, обозначаемых как .
Поскольку число орбиталей на любом подуровне дается
формулой
12
+
=
lm , то максимальное число электронов на по-
дуровне дается формулой
)12(2
+
⋅
=
lN
l
.
Таким образом, для
s-подуровня при 0
=
l , 2)102(2
=
+
⋅
⋅
=
S
N ;
р-подуровня при 1
=
l ,
6)112(2
=
+
⋅
⋅
=
p
N
;
d-подуровня при 2
=
l , 10)122(2
=
+
⋅
⋅
=
d
N ;
f-подуровня при 3
=
l , 14)132(2
=
+
⋅
⋅
=
f
N .
Число электронов на уровнях задается формулой
2
2 nN
n
⋅= .
Тогда на первом уровне (
К-слое) может находиться макси-
мально
2
=
K
N электрона; на втором уровне 8=
L
N
139
Квантовые числа n, l, m и S полностью характеризуют дви- электронных состояния, определяемых спиновым кванто-
жение электрона в атоме. Никаких других, независимых вым числом S . Упрощенно спин электрона можно представить
от квантовых чисел характеристик у этого движения не может как его вращение вокруг собственной оси по часовой стрелке или
быть. Квантовые числа очень важны для понимания свойств ве- против нее (т.е. в двух прямо противоположных направлениях,
ществ и природы химической связи. обозначаемых знаками «+» и «-»). Спиновое квантовое число
1. Электронное облако атома состоит из оболочек, назы- 1
ваемых уровнями и определяемых значениями главного кванто- принимает только два значения: S = ± . Для наглядности со-
2
вого числа n = 1, 2, 3, 4... . Электронные слои обозначаются про-
1
писными буквами в соответствии со следующей схемой: стояния электрона при S =+ обозначают как
n................................1 2 3 4 5 6 7 2
1
Обозначение слоя K L M N O P Q и при S = − как .
2
2. Электронные оболочки состоят из подоболочек, назы-
Теперь определим максимальные числа электронов на
ваемых подуровнями и определяемых значениями орбитального
уровнях, подуровнях и орбиталях.
(азимутального, побочного) квантового числа l , принимающих
Согласно принципу Паули, в атоме не может быть двух
значения l = 0, 1, 2, 3... . Электронные подуровни обозначаются и более электронов с одинаковым набором всех четырех кванто-
прописными латинскими буквами в соответствии со следующей вых чисел. Поэтому число электронов на одной орбитали не пре-
схемой: вышает двух, обозначаемых как .
l............................................1 2 3 4
Обозначение подуровня s p d f Поскольку число орбиталей на любом подуровне дается
формулой m = 2l + 1 , то максимальное число электронов на по-
3. Электронные подуровни состоят из орбиталей, обозна-
дуровне дается формулой
чаемых для удобства квантовыми ячейками , количество кото-
рых на соответствующем подуровне задается значениями маг- N l = 2 ⋅ (2l + 1) .
нитного квантового числа m . Число возможных значений маг- Таким образом, для
нитного квантового числа при данном l равно m = 2l + 1 . Таким s-подуровня при l = 0 , N S = 2 ⋅ (2 ⋅ 0 + 1) = 2 ;
образом, р-подуровня при l = 1 , N p = 2 ⋅ (2 ⋅ 1 + 1) = 6 ;
s-подуровень имеет m = 2 ⋅ 0 + 1 = 1 ячейку
d-подуровня при l = 2 , N d = 2 ⋅ (2 ⋅ 2 + 1) = 10 ;
р-подуровень m = 2 ⋅ 1 + 1 = 3 ячейки f-подуровня при l = 3 , N f = 2 ⋅ (2 ⋅ 3 + 1) = 14 .
Число электронов на уровнях задается формулой
d-подуровень m = 2 ⋅ 2 + 1 = 5 ячеек
Nn = 2 ⋅ n2 .
f-подуровень m = 2 ⋅ 3 + 1 = 7 ячеек Тогда на первом уровне (К-слое) может находиться макси-
4. Каждая электронная орбиталь, или ячейка, включает два мально N K = 2 электрона; на втором уровне N L = 8
138 139
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- …
- следующая ›
- последняя »
