
- •СТРОЕНИЕ АТОМА
- •Свойство материи - развитие – изменение, характеризующееся необратимостью, направленностью и закономерностью.
- •Виды материи частицы которых не имеют массы покоя – поля.
- •Между элементарными частицами совершаются взаимодействия, которые на сильные, электромагнитные и слабые.
- •Энергия – мера движения и взаимодействия всех видов материи.
- •ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА АТОМА. Этапы изучения строения атома:
- •4)В 1909 г. Р. Малликен определил заряд электрона: 1,6·10-19 Кл.
- •Противоречия модели Резерфорда:
- •Связь между частотой и энергией
- •Наибольшая энергия заключена в УФ-
- •Квантово-механическая модель атома
- •Постулат Планка
- •Модель Бора
- •Постулаты Бора:
- •Предположение де Бройля: электроны (как и все частицы) при движении проявляют свойства волны.
- •Согласно уравнению де Бройля:
- •Принцип дополнительности:
- •Материя (вещество и поле) обладает одновременно и корпускулярными и волновыми свойствами.
- •Неопределенность положения и скорости
- •Принцип неопределенности:
- •Волновое уравнение Шредингира
- •Решение уравнения Шредингира для атома водорода
- •зависит от трех пространственных координат.
- •-функция для 1s, 2s, 3s подуровней принимает разные значения. Для 2s и 3s
- •Квантовые числа
- •m - магнитное квантовое число –
- •s-подуровни в несильном постоянном магнитном поле не расщепляются.
- •Четвертое квантовое число - спиновое, обозначается ms, характеризует не орбиталь: а сам электрон.
- •Строение многоэлектронных атомов
- •Электроны, находящиеся на одной орбитали имеющие одинаковые значения квантовых чисел , кроме спинового
- •Вещества с неспаренными электронами парамагнитны.
- •Вещества, у которых все электроны спаренные-
- •Максимальное число электронов (энергетическая емкость):
- •Принцип наименьшего запаса энергии
- •На какой подуровень электрон должен
- •В каком порядке будут заполняться 3d, 5s, 4р орбитали?
- •Порядок заполнения подуровней:
- •Правило Хунда (Гунда): на данном подуровне электроны стремятся занять энергетические состояния таким образом,
- •Электроны верхнего заполняемого слоя - валентными электронами.
- •Возможные значения квантовых чисел для различных значений главного квантового числа
- •Подуровни р, d, f обладают повышенной устойчивостью, когда они не заполнены, заполнены наполовину
- •Энергетические характеристики атомов
- •Характеризует восстановительную способность вещества.
- •Сродство к электрону -
В каком порядке будут заполняться 3d, 5s, 4р орбитали?
для 3d: |
для 4р: |
для 5s: |
n=3 |
n=4 |
n=5 |
1=2 |
1=1 |
1=0 |
-----------------------------------------------------
3+2=5 4+1=5 5+0=5
Для всех подуровней сумма значений n и 1 равна пяти. Поэтому согласно правила Клечковского последовательность заполнения идет в порядке увеличения n, т.е. 3d – 4р – 5s.
Порядок заполнения подуровней:
1s<2s<2p<3s<3p<4s
3d<4p<5s 4d<5p<6s5d 4f<6p

Правило Хунда (Гунда): на данном подуровне электроны стремятся занять энергетические состояния таким образом, чтобы суммарный спин был максимальный.
Например, у азота в основном состоянии заполняются 2р орбитали 3 электронами.
Орбитали можно заполнить : |
|
|
|
||
|
|
или |
|
|
|
Σ ms = ½*1 |
< |
Σ ms = 3 * 1/2 =1½. |
|||
|
неверно |
|
|
|
верно |

Электроны верхнего заполняемого слоя - валентными электронами.
Например, электронная конфигурация валентного уровня кремния в основном состоянии: 3s2 3p2.
Суммарный спин |
3px |
3py |
3pz |
|
|
|
|
||
атома кремния ms = 1 |
|
|||
|
3p2 |
|
||
В возбуждённом |
|
|||
3s2 |
|
|
||
состоянии происходит |
3px |
3py |
3pz |
|
распаривание связки 3s2 |
|
|
|
|
и электронная конфигурация |
||||
|
3p2 |
|
||
становится 3s13p3. |
|
|||
|
3s2 |
|
|
|
Суммарный спин становится равным 2. |
|
|

Возможные значения квантовых чисел для различных значений главного квантового числа
Значение n 1 (K)
2 (L)
3 (M)
4 (N)
Значения l |
Значения m |
е mах = 2n2 |
0 (s) |
0 |
2 |
0(s) |
0 |
2 |
1 (p) |
-1, 0, +1 |
6 |
0 (s) |
0 |
2 |
1 (p) |
-1, 0, +1 |
6 |
2 (d) |
-2, -1, 0, +1, +2 |
10 |
0 (s) |
0 |
2 |
1 (p) |
-1, 0, +1 |
6 |
2 (d) |
-2, -1, 0, +1, +2 |
10 |
3 (f) |
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 |
14 |

Подуровни р, d, f обладают повышенной устойчивостью, когда они не заполнены, заполнены наполовину (неспаренными электронами) и заполнены полностью.
Для хрома электронная конфигурация внешнего уровня
должна быть 4s23d4. 4s |
|
|
|
|
|
|
|
3d |
|
Но более устойчиво состояние когда подуровень заполнен наполовину, поэтому происходит проскок электрона с 4s подуровня на 3d подуровень, и конфигурация на самом деле выглядит 4s13d5:
4s 3d

Энергетические характеристики атомов
Энергия ионизации (I) - энергия, необходимая для удаления одного моля электронов от одного моля атомов какого либо элемента.
Э –е = Э+
Характеризует восстановительную способность вещества.
Энергия ионизации возрастает с увеличением их номеров I1<I2<I3.
Резкое увеличение I наблюдается при отрыве электронов с заполненной оболочки.

Сродство к электрону -
энергетический эффект присоединения моля электронов к молю нейтральных атомов.
Э + е = Э -
Наименьшее сродство у атомов с полностью заполненной s оболочкой, у атомов с полностью или наполовину заполненной р и d- оболочками.