2.2 Электронная орбиталь.
В
Н
По мере удаления электрона от ядра плотность возрастает и достигает макс-го значения на расстоянии 0,53А, дальше этого расстояния электронная плотность уменьшается.
Область, в g заключено 90% вероятности нахождения электрона наз-ся электронной орбиталью (ЭО).ЭО наз-ся также электронным слоем или энергетическим уровнем. Электроны в атоме располагаются энергетическими уровнями, g находятся на опр-ом расстоянии от ядра и друг от друга. Нахождение электронов опр-ся системой квантовых чисел.
2.3. Хар-ка состояния электрона в атоме системой квантовых чисел.
1. Главное квантовое число (n), харак-ет номер энергетического уровня, на g располагается электрон, также харак-ет номер периода, в g находится элемент. Оно принимает значение от 1 до n, нумерация от внутреннего энергетического уровня к внешнему.
1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
Возрастание энергии электронов происходит по мере удаления от ядра.
2. Орбитальное число (l), харак-ет номер энергетического подуровня и форму электронного облака. Оно принимает значение от 1 до (n-1). Кол-во подуровней соответствует номеру уровня.
0 1 2 3 4
s p d f g
s-электронное облако p-электронное облако
d- электронное облако
3. Магнитное квантовое число
Магнитное квантовое число -размеры и формы электронных облаков в атоме могут быть не любыми, а только такими, которые соответствуют возможным значениям квантовых чисел n и l. Из решения уравнения Шредингера для атома водорода следует, что и ориентация электронного облака в пространстве не может быть произвольной: она определяется значением третьего, так называемого магнитного квантового числа ml.
Магнитное квантовое число определяет возможные ориентации электронного облака в пространстве. Число таких ориентации равно количеству возможных значений магнитного квантового числа, принимающего целочисленные значения, по модулю не превышающие значение орбитального квантового числа:
ml=-l,…,-2,-1,0,+1,+2,..,+l.
(m), харак-ет ориентацию электронного облаков пространстве, принимает значение от (-L до +L) (2 L+1)- значение магнитного квантового числа.
S P Px;Py;Pz dx yd xz dyz dx2-y2dz2
4. Спиновое квантовое число (спин) (s), имеет 2 значения –1/2; +1/2, харак-ет собственное движение электронов. Спиновое квантовое число отражает наличие у электрона собственного момента движения. Проекция собственного момента количества движения элек трона на избранное направление (например, на ось z) и называется спином. Спи новое квантовое число принимает два значения:ms = +1/2 или -1/2
При записи формул и составлении энергетических диаграмм, отражающих состояние электронов в атомах и молекулах, наличие того или иного значения спинового квантового числа указывают стрелкой. Волновая функция, описывающая состояние электрона в атоме конкретными значениями квантовых чисел n,l,ml и ms, называется спин-орбиталью. Спин-орбиталь с одним направлением спина называется ‘альфа’-спин-орбиталью, а с другим ‘бета’-спин-орбиталью. (n; l; ml; тs) = const — атомная спин-орбиталь.
2.4. Принцип Паули: Данный принцип состоит в том, что в атоме не может быть электронов, имеющих одинаковый набор всех четырех квантовых чисел. Вспомним, что электрон может характеризоваться только одним набором 4-х квантовых чисел (n,l,ml,ms), а одной пространственной атомной орбитали (АО) соответствует состояние с фиксированными значениями 3-х квантовых чисел (n,l,ml). Тогда по принципу Паули для конкретной АО возможно лишь столько состояний электрона, сколько различных значений возможно для четвертого квантового числа ms. Для последнего возможны лишь два значения. Поэтому максимальное количество электронов для одной АО — 2.
Электроны, находящиеся на одной орбитали и обладающие противоположно направленнымиспинами, называются спаренными, в отличие от одиночного (т. е. неспаренного) электрона, занимающего какую-либо орбиталь.
По этому принципу происходит заполнение энергетических уровней электронами. Если в орбитали находится 1 электрон,он наз-ся неспаренным, если 2-то спаренный