5. Квантовые числа

Для характеристики поведения электрона в атоме используют квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное, спиновое).

Главное квантовое число

Главное квантовое число (n) характеризует энергию и размер электронного облака. Может принимать любые целочисленные значения для реальных атомов от 1 до 7.

Орбитальное квантовое число

Орбитальное квантовое число (l) определяет форму электронного облака.

Каждому численному значению l приписывается буквенное обозначение:

Магнитное квантовое число

Магнитное квантовое число (m) (от –l до +l вкл. 0) характеризует возможные варианты положения электронного облака в пространстве

Спиновое квантовое число

Спиновое квантовое число (m_s) характеризует движение электроны вокруг собственной оси.

6. Принцип Паули (расчет емкости электронных уровней и подуровней). Правило Хунда. Правило Клечковского. Строение электронных оболочек атома.

Строение электронной оболочки описывается четырьмя главными числами, базируется на основных положениях квантовой механики.

Орбиталью называют область пространства, вероятность нахождения электрона в которой составляет не менее 95%.

Так как электрон несет отрицательный заряд. То его орбиталь представляет собой определенное распределение заряда, которое получило название электронного облака.

Основные принципы и правила распределения электронов в многоэлектронных атомах.

1. Принцип минимальной энергии:

Первыми заполняются энергетические уровни и подуровни с минимальной энергией.

2. Принцип Паули:

В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.

Этот принцип позволяет рассчитать емкость, т.е. максимальное число электронов на каждом уровне и подуровней.

3. Правило Хунда

В пределах одного подуровня электроны распределены так, чтобы их суммарный спин принимал максимальное значение.

4. Правило Клечковского

В многоэлектронных атомах орбиталях заполняются по мере возрастания суммы значений главного и орбитального квантовых чисел (n+e).

Если суммы равны, то первой заполняется орбиталь с меньшим значением главного квантового числа (n).

Правило применяют начиная с 3d-орбитали, которая заполняется электронами после 4s.

7. Периодический закон и периодическая таблица д. И. Менделеева

Химический элемент – это вид атомов с одним и тем же положительным зарядом ядра (т.е. число p).

Современная формулировка закона:

Свойства хим. эл. и их соединений находятся в периодической зависимости от численных значений положительных зарядов и их ядер.

Периодичность наблюдается через 8,18,32 единицы (емкость энергетического уровня)

Периодическая система хим. эл. (ПС) – это графическое изображение периодического закона.

В настоящее время используют 3 основных варианта:

• Восьми клеточный (короткий)

• Восемнадцати клеточный (полудлинный)

• Тридцати двух клеточный (длинный)

ПС состоит из 8-ми групп и 7-ми периодов.

Группы разделены на главные и побочные подгруппы. (А и В)

У элементов первой группы одно и то же число электронов на внешнем энергетическом уровне. Для главной подгруппы = номеру группы.

Все элементы ПС разделены на 4 электронных семейства: s,p,d,f – элементы. Принцип разделения по виду орбитали, которая заполняется электронами последней.

Периоды: у элементов первого периода одно и то же число электронных уровней, которое совпадает с номерами периода.