26. Типы атомных орбиталей. Характеристика квантовых чисел.
В атоме энергия электрона может принимать только определенные значения, т.е. она – квантована. Для описания уровней энергии электрона в атоме (для описания движения электронов) вводят 4 квантовых числа.
Главное (n) – показывает энергию электрона и определяется номером периода ПСХЭ. Принимает целые положительные значения 1,2,3,4,5,6,7. Каждому главному квантовому числу соответствует буквенное обозначение: 1-K, 2-L,3-M,…
С точки зрения волновых представлений об электронах, определяет насколько удалено данное электронное облако от ядра. Чем больше значение n, тем более слабее связан электрон с ядром, тем на более высоком энергетическом уровне (состояние электрона, характеризующееся определенным значением главного квантового числа) он находится и тем большей энергией он обладает.
Максимальное
число электронов
на энергетическом уровне находится по
формуле:
.
Орбитальное (побочное) (L) – характеризует различное энергетическое состояние электрона в пределах данного уровня, его значение определяет распределение электронов по подуровням. С точки зрения волновых представлений – характеризует форму электронного облака, пространственную область его наиболее вероятного нахождения. Число подуровней равно значению n. Принимает значения от 0 до n-1. Каждому орбитальному квантовому числу присвоено буквенное обозначение: s, p, d, f.
Каждому энергетическому подуровню соответствует своя форма электронного облака: s – сфера, p – перевернутая восьмерка, d – два знака восьмерки (на двух осях), p – три знака восьмерки (на трех осях).
Магнитное (m) – определяет ориентацию электронного облака относительно произвольно выбранных направлений (осей x, y, z). Принимает значения от +L до –L (например, для d-подуровня: -2, -1, 0, +1, +2).
Число ориентаций (число ячеек в графической формуле) определяется формулой: m=2L+1.
Состояние электрона в атоме, характеризующееся определенными значениями квантовых чисел n, L и m, т.е. определенными размерами, формой и ориентацией в пространстве электронного облака – атомная электронная орбиталь.
Спиновое (s) – собственное вращение электрона: +1/2 и -1/2.
27.Заполнение электронами орбиталей в многоэлектронных атомах. Принцип Паули, правило Хунда, правило Клечковского.
Основные принципы заполнения электронами орбиталей:
Принцип минимума энергии: электрон занимает орбиталь с минимумом энергии, т.е. сначала занимаются ближайшие к ядру орбитали.
Принцип запрета Паули: в атоме не может быть двух и более электронов с одинаковым значением всех 4 квантовых чисел. (т.е. в одной ячейке не может быть такого: ).
Правила Хунда: при заполнении в рамках подуровня реализуется состояние электронов с максимальной суммой спина. (т.е. не ,, - а ,,).
Правила Клечковского: 1) при заполнении орбиталей электронами реализуется порядок подуровней с возрастанием суммы n+L.
2) если сумма n+L у двух подуровней одинакова, то заполняется сначала подуровень с меньшим n.
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p.