Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 37 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

37
Äðóãèìè ñëîâàìè, âûðîæäåííûå îðáèòàëè çàïîëíÿþòñÿ ñíà÷àëà ïî
îäíîìó ýëåêòðîíó â êàæäîé îðáèòàëè, à çàòåì  ïî âòîðîìó. Íà ðèñ.32
à ïîêàçàíî ïðàâèëüíîå ðàñïîëîæåíèå äâóõ ýëåêòðîíîâ íà òðåõ ð-îð-
áèòàëÿõ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâèëîì Õóíäà ñóììàðíûé ñïèí áóäåò
ðàâåí 1/2+1/2=1, à íà ðèñ.32 á ýíåðãåòè÷åñêè íåâûãîäíûé âàðèàíò
çàïîëíåíèÿ  ñóììàðíûé ñïèí áóäåò ðàâåí +1/2+(-1/2)=0.
à - ïðàâèëüíî á - íåïðàâèëüíî
Ðèñ.32
Ïîäâîäÿ èòîãè ñêàçàííîìó, îïðåäåëèì ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðî-
íîâ â êàæäîé îáîëî÷êå:
Êâàíòîâûé ñëîé.......................K L M N
Ãëàâíîå êâàíòîâîå ÷èñëî........1 2 3 4
×èñëî ýëåêòðîíîâ â ñëîå........2 8 18 32
 îáùåì ñëó÷àå ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðîíîâ â ñëîå ðàâíî óäâî-
åííîìó êâàäðàòó ãëàâíîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà - 2n
2
.
Ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðîíîâ íà îðáèòàëÿõ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîð-
ìóëå 2(2l+1) è äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ îðáèòàëåé ðàâíî:
Òèï îðáèòàëè....................................s p d f
Ïîáî÷íîå êâàíòîâîå ÷èñëî l...........0 1 2 3
×èñëî ýëåêòðîíîâ íà îðáèòàëÿõ.......2 6 10 14
Ñòðîåíèå àòîìà è ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí
Ä.È. Ìåíäåëååâ â 1869 ãîäó ñôîðìóëèðîâàë ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí,
îáúåäèíèâøèé õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû â ñòðîãóþ ñèñòåìó, îòðàæàþùóþ
èõ âíóòðåííþþ âçàèìîñâÿçü:
Ñâîéñòâà òåë, à òàêæå ôîðìû è ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé ýëåìåíòîâ íàõîäÿò-
ñÿ â ïåðèîäè÷åñêîé çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû àòîìíûõ âåñîâ ýëåìåíòîâ .
Çàäîëãî äî îòêðûòèÿ ýëåêòðîíà, Ä.È. Ìåíäåëååâ èíòóèòèâíî ïðåäïî-
ëàãàë, ÷òî ïðè÷èíà ïåðèîäè÷íîñòè çàêëþ÷åíà â êàêèõ-òî çàêîíîìåðíîñòÿõ
ñòðîåíèÿ àòîìîâ. Ñîâðåìåííûå êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ
ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü ïðè÷èíó ïåðèîäè÷íîñòè â èçìåíåíèè ñâîéñòâ àòî-
ìîâ ïîñëîéíîå çàïîëíåíèå ýëåêòðîíàìè âíóòðèàòîìíîãî ïðîñòðàíñòâà.
Äðóãèìè ñëîâàìè, âûðîæäåííûå îðáèòàëè çàïîëíÿþòñÿ ñíà÷àëà ïî
îäíîìó ýëåêòðîíó â êàæäîé îðáèòàëè, à çàòåì – ïî âòîðîìó. Íà ðèñ.32
à ïîêàçàíî ïðàâèëüíîå ðàñïîëîæåíèå äâóõ ýëåêòðîíîâ íà òðåõ ð-îð-
áèòàëÿõ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâèëîì Õóíäà – ñóììàðíûé ñïèí áóäåò
ðàâåí 1/2+1/2=1, à íà ðèñ.32 á – ýíåðãåòè÷åñêè íåâûãîäíûé âàðèàíò
çàïîëíåíèÿ – ñóììàðíûé ñïèí áóäåò ðàâåí +1/2+(-1/2)=0.




                    à - ïðàâèëüíî        á - íåïðàâèëüíî
                                    Ðèñ.32

   Ïîäâîäÿ èòîãè ñêàçàííîìó, îïðåäåëèì ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðî-
íîâ â êàæäîé îáîëî÷êå:
   Êâàíòîâûé ñëîé.......................K L          M   N
   Ãëàâíîå êâàíòîâîå ÷èñëî........1                2 3   4
   ×èñëî ýëåêòðîíîâ â ñëîå........2               8  18 32
    îáùåì ñëó÷àå ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðîíîâ â ñëîå ðàâíî óäâî-
åííîìó êâàäðàòó ãëàâíîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà - 2n2.
   Ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî ýëåêòðîíîâ íà îðáèòàëÿõ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîð-
ìóëå 2(2l+1) è äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ îðáèòàëåé ðàâíî:
   Òèï îðáèòàëè....................................s  p   d  f
   Ïîáî÷íîå êâàíòîâîå ÷èñëî l...........0             1   2  3
  ×èñëî ýëåêòðîíîâ íà îðáèòàëÿõ.......2               6  10 14

               Ñòðîåíèå àòîìà è ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí
   Ä.È. Ìåíäåëååâ â 1869 ãîäó ñôîðìóëèðîâàë ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí,
îáúåäèíèâøèé õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû â ñòðîãóþ ñèñòåìó, îòðàæàþùóþ
èõ âíóòðåííþþ âçàèìîñâÿçü:
   “Ñâîéñòâà òåë, à òàêæå ôîðìû è ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé ýëåìåíòîâ íàõîäÿò-
ñÿ â ïåðèîäè÷åñêîé çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû àòîìíûõ âåñîâ ýëåìåíòî⠔.
   Çàäîëãî äî îòêðûòèÿ ýëåêòðîíà, Ä.È. Ìåíäåëååâ èíòóèòèâíî ïðåäïî-
ëàãàë, ÷òî ïðè÷èíà ïåðèîäè÷íîñòè çàêëþ÷åíà â êàêèõ-òî çàêîíîìåðíîñòÿõ
ñòðîåíèÿ àòîìîâ. Ñîâðåìåííûå êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ
ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü ïðè÷èíó ïåðèîäè÷íîñòè â èçìåíåíèè ñâîéñòâ àòî-
ìî⠖ ïîñëîéíîå çàïîëíåíèå ýëåêòðîíàìè âíóòðèàòîìíîãî ïðîñòðàíñòâà.

                                                                     37