Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Kolokfium_2 / лекции / Лекция 4 ПонятБиогенХимЭлемент_ЭлСтроенАтом_ХимСвяз.ppt
Скачиваний:
18
Добавлен:
12.01.2018
Размер:
828.42 Кб
Скачать

Понятие биогенности химических элементов

Электронное строение атомов и химических связей

Лекция 4 Автор: к.б.н. доц. Оловянникова Р.Я.

План

Основные понятия: атом, атомная орбиталь (АО), валентные электроны

Электронные конфигурации внешнего валентного уровня s-,p-,d-.

Электронное строение атомов- органогенов и химических связей

Гибридизация атомных обиталей

2

Основные понятия

Атом – это электронейтральная частица, состоящая из ядра, образованного протонами и нейтронами, и вращающихся вокруг ядра электронов.

Электрон обладает и свойствами

частицы (имеет массу покоя), и свойствами волны (дает дифракционную картину).

3

Поэтому точные координаты данного электрона в данный момент времени определить невозможно,

Можно говорить лишь о вероятности его нахождения в той или иной точке пространства в данный момент времени.

Поэтому понятие «орбита» заменяется на понятие «орбиталь».

Электронные орбитали бывают двух видов: атомные и молекулярные.

4

Атомная орбиталь (АО)

АО - это область пространства в окрестности ядра, где имеется максимальная вероятность (95 %) найти данный электрон в данный момент времени.

Отсюда следует, что АО имеет определенные пространственные характеристики: размер,

форму и направление в пространстве,

которые задаются с помощью трёх квантовых чисел: главного (n), побочного, или орбитального (ℓ) и магнитного (m).

5

Примечание

Существует и четвертое квантовое число

спиновое. Обозначается: s, или ms. Оно характеризует вращение электрона вокруг собственной оси.

Спин – это магнитный момент, который возникает от вращения электрона, как заряженной частицы, вокруг собственной оси по часовой или против часовой стрелки.

Проекция этого магнитного момента на ось Z и есть ms = + ½ , - ½ (согласно вероятности нахождения электрона в одном из двух указанных состояний).

Вернемся к трем другим квантовым числам.

6

Вид Название

nГлавное

квантовое

число

Орбитальное

квантовое

число

mМагнитное

квантовое

число

Квантовые числа

Что

Как

Примеры

 

характеризует?

характеризует?

 

Удаленность

С помощью

 

 

АО от ядра

ряда целых

1

2

(размеры АО)

чисел:

 

1, 2, 3, …, n

 

 

Форму

С помощью

орбитали

ряда целых

 

чисел:

 

0, 1, 2, …, n-1,

 

для каждого n

Направление

С помощью

орбитали в

ряда целых

пространстве

чисел:

 

-ℓ, …, 0, … +ℓ

 

для каждого ℓ

00, 1

(s)(s) (p)

шар

шар гантель

0

-1, 0, +1

нет

три

направ

направле

лений

ния

 

7

Энергетическое соответствие

• Каждому значению n соответствует определенный

энергетический уровень (1, 2, 3, ...):

чем больше n, тем выше энергия электрона

• Каждому значению соответствует определенный

энергетический подуровень (0 s, 1 p, 2 d, 3 f).

Число подуровней на каждом уровне равно номеру этого уровня.

• Ряд чисел m носит абстрактный характер: число

членов в каждом ряду указывает на число вырожденных (одинаковых) по энергии орбиталей на данном подуровне. Если ряд для m состоит из одного члена (0), то это означает одну орбиталь на s-подуровне (s-АО) . Если ряд для m состоит из трех членов (-1, 0, +1), то это означает три вырожденных по энергии орбитали на p-подуровне (px- , py- , pz-АО).

Энергетическая схема орбиталей

E

3d

3p

3s

2p

2s

1s

Линия ядра

9

Заселение орбиталей электронами

в соответствии с тремя принципами

Принцип Паули (запрет Паули)

Принцип Гунда (запрет Гунда)

Принцип наименьшей энергии.

10