Розподіл електронiв по атомних орбiталях
Значення квантових чисел |
Максимальне число електронів |
||||
n (енергетичний рівень) |
ℓ (енергетичний підрівень) |
m |
s |
на підрівні |
на рівні |
1 |
0 (s) |
0 |
+1/2,-1/2 |
2 |
2
|
2 |
0 (s) |
0 |
+1/2,-1/2 |
2 |
8 |
|
1 (p) |
-1 0 +1 |
+1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 |
6 |
|
3 |
0 (s) |
0 |
+1/2,-1/2 |
2 |
18 |
|
1 (p) |
-1 0 +1 |
+1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 |
6 |
|
|
2 (d) |
-2 -1 0 +1 +2 |
+1/2,-1/2 +1/2,-/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 |
10 |
|
Схематично атомну орбіталь позначають так:
|
або
|
|
або
|
|
або
|
Порожня орбіталь Орбіталь з одним електроном Заповнена орбіталь
На кожному енергетичному рівні існує одна s-орбіталь ((ℓ=0), що має форму сфери, центр якої співпадає з ядром атома.
На другому, третьому i вищих рiвнях iснують три p-орбiталi (ℓ=1), якi мають форму об’ємної вісімки і розташованi у просторi взаємно перпендикулярно, вздовж трьох координатних осей.
На третьому та бiльш високих рiвнях з`являється п’ять d-орбiталей, форма яких ще складніша.
Отже, на першому рівні може розташуватись на більше, як 2 електрони, на другому - 8, на третьому - 18.
Забудова електронами енергетичних підрівнів відбувається у порядку зростання їх енергії (правило Клечковського). Послідовність забудови - наступна:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4р ...
В органiчнiй хiмiї розглядаються, в основному, 1s, 2s, 2p, 3s, і 3p - орбiталi.
У відповідності з правилом Гунда в межах одного підрівня електрони розподіляються так, щоб їх сумарний спін був максимальним, тобто на кожнiй орбiталi спочатку розташовується по одному електрону, причому їхні спіни будуть обов’язково паралельними
|
|
|
i тiльки пiсля того, як на всіх орбіталях підрівня буде по одному електрону, орбіталі починають доповнюватись другим електроном, спін якого протилежний.
Розподіл електронів по рівнях та підрівнях називається електронною конфігурацією атома і схематично зображається за допомогою електронних формул, наприклад:
6С 1s2 2s2 2p2 17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 |
|
Властивості атомів в значній мірі залежать від будови зовнішнього енергетичного рівня. Електрони цього рівня здатні приймати безпосередню участь в утворенні хімічних зв’язків і тому називаються валентними електронами.