Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I. Лямина Г.В - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

47
Так как АО характеризуется тремя квантовыми числами n, l и
m
l
, то на одной орбитали могут находиться не более двух
электронов, причем с противоположными спинами ↑↓.
Так как количество орбиталей на данном подуровне равно
числу значений
m
l
, т. е. (2l +1), то максимальное число электронов
на этом подуровне согласно принципу Паули будет 2(2
l +1). Таким
образом, на
s-подуровне возможно 2 электрона (2(2 · 0 + 1) = 2),
на
p-подуровне – 6 электронов, на d-подуровне – 10 электронов,
на
f-подуровне – 14 электронов. Поскольку число орбиталей
данного энергетического уровня равно
n
2
, емкость энергетиче-
ского уровня составляет 2
n
2
электронов.
Правило Клечковского: увеличение энергии и соответст-
венно заполнение орбиталей происходит в порядке возраста-
ния суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а
при равной сумме – в порядке возрастания главного квантового
числа n.
Согласно этому правилу заполнение электронами энер-
гетических уровней и подуровней идет в такой последователь-
ности:
1
s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→
→
5d→6p→7s…
Исключения из правила Клечковского наблюдаются для
атомов элементов с полностью или наполовину заполненными
подуровнями:
– d-элементы: Cr 4s
1
3d
5
, Cu 3d
10
4s
1
, Nb 5s
1
4d
4
, Mo 5s
1
4d
5
,
Ru 5s
1
4d
7
, Rh 5s
1
4d
8
, Pd 5s
0
4d
10
, Ag 5s
1
4d
10
, Pt 6s
1
5d
9
, Au 6s
1
5d
10
;
– все f-элементы.
Правило Хунда: устойчивому состоянию атома соот-
ветствует такое распределение электронов в пределах энер-
гетического подуровня, при котором абсолютное значение
суммарного спина атома максимально
. Следовательно, орбита-
ли данного подуровня заполняются сначала по одному элек-
трону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с
противоположными спинами.
48
Распределение электронов в атоме записывается в виде
электронных формул nl
x
, где n – главное квантовое число (ука-
зывается цифрой),
l – орбитальное квантовое число (буквенное
обозначение),
x – число электронов на данном подуровне. По-
следовательность заполнения электронами орбиталей различных
электронных слоев можно представить следующим образом:
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
6
5s
2
4d
10
5p
6
6s
2
…
4.1.2. Периодическая система Д. И. Менделеева
и изменение свойств элементов и их соединений
В 1869 г. Д. И. Менделеевым был открыт периодический
закон
, современная формулировка которого следующая: свой-
ства элементов, а также формы и свойства их соединений на-
ходятся в периодической зависимости от заряда
ядра их ато-
мов
. Наглядным выражением закона служит периодическая
система Д. И. Менделеева
.
Периодическая система – это естественная классификация
элементов по электронным структурам атомов. Она состоит из
периодов, групп и подгрупп.
Периодом называется последова-
тельный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания
заряда ядра атомов, электронная конфигурация которых изме-
няется от
ns
1
до ns
2
np
6
(или до ns
2
у первого периода), где n –
главное квантовое число внешней, заполняющейся электронами
оболочки. Номер периода равен числу энергетических уровней
атома и значению
n внешнего энергетического уровня.
В системе 8
групп, что соответствует максимальному чис-
лу электронов на внешних уровнях. Группы делятся на
главные
и
побочные подгруппы. Подгруппы включают в себя элементы с
аналогичными электронными структурами (элементы-аналоги).
s- и p-элементы составляют главные подгруппы (А); d- и f-
элементы принадлежат к побочным подгруппам (В). В главных
подгруппах номер группы соответствует числу электронов на
внешнем энергетическом уровне. Эти электроны являются
ва-

Страницы