Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Движение электрона в атоме носит вероятностный характер. Околоядерное пространство, в ко-
тором с наибольшей вероятностью (0,90 - 0,95) может находиться электрон, называется атом-
ной орбиталью (АО). Атомная орбиталь, как любая геометрическая фигура, характеризуется тремя па-
раметрами (координатами), получившими название квантовых чисел (n, l ,
l
m , m
s
). Квантовые числа
принимают не любые, а определенные, дискретные (прерывные) значения. Соседние значения кванто-
вых чисел различаются на единицу. Квантовые числа определяют размеры (n), форму (l ), ориентацию
(
l
m ) атомной орбитали в пространстве. Атомные орбитали, которым отвечают значения l , равные 0, 1,
2, 3 называются соответственно s-, p-, d- и f-орбиталями. В электронно-графических формулах атомов
каждая атомная орбиталь обозначается квадратом ( ).Занимая ту или иную атомную орбиталь, элек-
трон образует электронное облако, которое у электронов одного и того же атома может иметь различ-
ную форму. Электронное облако характеризуется четырьмя квантовыми числами (n, l ,
l
m , m
s
). Эти
квантовые числа связаны с физическими свойствами электрона: число n (главное квантовое число) ха-
рактеризует энергетический (квантовый) уровень электрона; число l (орбитальное) - момент количест-
ва движения (энергетический подуровень); число m
l
(магнитное) - магнитный момент; m
s
- спин. Спин
возникает за счет вращения электрона вокруг собственной оси.
Согласно принципу Паули: в атоме не может быть двух электронов, характеризующихся оди-
наковым набором 4
х
- квантовых чисел. Поэтому в атомной орбитали могут находиться не более
двух электронов, отличающихся своими спинами (m
s
= ± 1/2). В табл. 1 приведены значения и обо-
значения квантовых чисел, а также число электронов на соответствующем энергетическом уровне и по-
дуровне.
Устойчивому (невозбужденному) состоянию многоэлектронного атома отвечает такое распределе-
ние электронов по атомным орбиталям, при котором энергия атома минимальна. Поэтому они заполня-
ются в порядке последовательного возрастания их энергий. Этот порядок заполнения определяется пра-
вилом Клечковского (правило n+ l ):
- заполнение электронных подуровней с увеличением порядкового номера атома элемента про-
исходит от меньшего значения (n + l ) к большему значению (n + l );
- при равных значениях (n + l ) заполняются сначала энергетические подуровни с меньшим зна-
чением n.
Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:
1s→ 2s→2p→ 3s→3p→ 4s→ 3d→ 4p→5s→ 4d→5p→ 6s→ (5d
1
) →
→ 4f
→5d→ 6p →7s→ (6d
1
) →5f→6d→7p.
Электронная структура атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в
квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбита-
лей. Размещение электронов по атомным орбиталям в пределах одного энергетического уровня опреде-
ляется правилом Хунда (Гунда): электроны в пределах энергетического подуровня располагаются
сначала по одному, а затем если электронов больше чем орбиталей, то они заполняются уже дву-
мя электронами или чтобы суммарный спин был максимальным.
П р и м е р 25 Составьте электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с
порядковыми номерами 16 и 22.
Решение Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номе-
ру в таблице Д. И. Менделеева, то для серы -Z = 16, титана - Z = 22. Электронные формулы
имеют вид:
16
S 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
;
22
Ti 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
2
.
Электронно-графические формулы этих атомов:

Страницы