Движение электрона в атоме.

Согласно квантовой механике, область пространства в электронном облаке, в которой вероятность нахождения электрона наибольшая, называется орбиталью.

Формы электронных облаков:

f-орбиталь имеет более сложную форму.

1. s-форма электронного облака (s – «sharp» - резкая, отчётливая) (s-орбиталь) – «шарообразного» вида.

2. p форма электронного облака (p – «principal» - главная) (p-орбиталь) – вида «объёмной симметричной восьмерки».

3. d-форма электронного облака (d – «diffuse» - диффузная, размытая) (d-орбиталь) – вида «простого цветка».

4. f-форма электронного облака (f – «fundamental» - основная) (f-орбиталь) – вида «сложного цветка».

Положение электронных облаков в пространстве.

s -орбиталь имеет одно положение в пространстве.

|

|

p-орбиталь имеет три положения в пространстве.

d-орбиталь имеет пять положений в пространстве.

|

f-орбиталь имеет семь положений в пространстве.

|

П равило 1: На одной орбитале может быть не более двух электронов и, обязательно, с противоположными спинами.

↑↓

s-орбиталь , максимум - 2e^-

↑↓

↑↓

↑↓

p-орбиталь , максимум - 6e^-

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

d-орбиталь , максимум - 10e^-

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

f-орбиталь , максимум - 14e^-

Обозначения:

- свободная орбиталь (без электронов),

↑

- орбиталь с неспаренным электроном,

↑↓

- орбиталь с электронной парой (с двумя электронами).

↑↑ нельзя ↑↑↑

Состояние электронов в атоме: энергетические уровни и подуровни.

Одни электроны притягиваются к ядру с большей силой, поэтому располагаются ближе к ядру и имеют меньший запас энергии, а другие притягиваются с меньшей силой и располагаются дальше от ядра и имеют больший запас энергии.

Следовательно, электроны, имеющие приблизительно одинаковый энергию запаса располагаются на примерно одинаковом удалении от ядра, т.е. они составляют определённый энергетический уровень.

Но и на каждом энергетическом уровне электроны с примерно одинаковым запасом энергии имеют ещё и разной формы электронные облака (орбитали). Т.е. энергетические уровни подразделяют ещё и на энергетические подуровни: s-подуровень, p- подуровень, d- подуровень и f- подуровень.

Правило 2: Количество энергетических подуровней на уровне равно номеру данного энергетического уровня.

Подуровни, в свою очередь, состоят из одинаковых по энергии орбиталей. На каждом уровне и подуровне может помещаться только определенное количество электронов.

Энергии орбиталей одного подуровня одинаковы.

Рис. Орбитали атомов элементов, заполняющих свою внешнюю электронную оболочку на 2-м уровне. У таких атомов, как N, O, F и Ne электроны присутствуют на каждой из изображенных орбиталей.

Во всех моделях атома электроны называют s-, p-, d- и f-электронами в зависимости от подуровня, на котором они находятся. Элементы, у которых внешние (то есть наиболее удаленные от ядра) электроны занимают только s-подуровень, принято называть s-элементами. Точно так же существуют p-элементы, d-элементы и f-элементы.

N = 2∙n²

Эта формула показывает максимальное число электронов (N) на определённом энергетическом уровне(n).

При обозначении подуровней к символу подуровня добавляется номер слоя (электронного уровня), например: 2s, 3p, 5d означает s-подуровень второго уровня, p-подуровень третьего уровня, d-подуровень пятого уровня.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УРОВНЯМ

Энергетический уровень, значение n	Энергетический подуровень	Количество положений в пространстве электронных орбиталей	Максимальное число электронов на энергетических подуровнях	Максимальное число электронов на энергетических уровнях, 2n2
1	s	1	2	2
2	s	1	2	8
	p	3	6
3	s	1	2	18
	p	3	6
	d	5	10
4	s	1	2	32
	p	3	6
	d	5	10
	f	7	14