5

63 Гл. 2. Строение атома

спинами, называются спаренными, в отличие от одиночного (т. е. неспаренного) электрона, занимающего какую-либо орбиталь.

Пользуясь принципом Паули, подсчитаем, какое максимальное число элек­тронов может находиться на различных энергетических подуровнях и уровнях в атоме. При I = 0, т. е. на «-подуровне, магнитное квантовое число тоже равно нулю. Следовательно, на «-подуровне имеется всего одна орбиталь. Как указы­валось выше, на каждой атомной орбитали размещается не более двух электро­нов, спины которых противоположно направлены. Итак, максимальное число электронов на «-подуровне каждой электронной оболочки равно 2. При 1 = 1 ^подуровень) возможны уже три различных значения магнитного квантового числа (—1, О, 4-1). Следовательно, на р-подуровне имеется три орбитали, ка­ждая из которых может быть занята не более чем двумя электронами. Всего на р-подуровие может разместиться б электронов. Подуровень d (I = 2) состоит из пяти орбиталей, соответствующих пяти разным значениям т/; здесь максималь­ное число электронов равно 10.

-п-	4 1 4 1 4 1 14" Ту 14-	4. 1 4* L 4- [ 4-1 4- I 1 ж 1 ж ! ж 1 Ж 1 4'
№8, max = 2	NPt max = 6	max == Ю

ГЬмгу», тН IWABflHlt / У.Г ПОЙ

Первый энергетический уровень (/С-слоЙ, п = 1) содержит только а-подуро­вень, второй энергетический уровень (L-слой, п — 2) состоит из а- и р~ поду ров ней и т. д. Учитывая это, составим таблицу максимального числа электронов, раз­мещающихся на различных энергетических уровнях (в электронных оболочках) (табл. 24).

В з&1 элек Э. иым к аж ато? так

I

но! 2 э (о€ ра аз< эл

С I

ко

НС

тс

СИ

ш

Таблица Ж,I. Максимальное число электронов на атомных энергетических уровнях

и подуровнях

Энергети­	Энергети­	Возможные значе­	Число		Максимальное
ческий	ческий под­	ния магнитного	орбиталей		число электронов
уровень	уровень	квантового числа m	в под­уровне	в уровне	| на под­уровне	на уровне
К (и ж 1)	9(1ш0)	0	1	I	2	2
	в (1 я 0) р Ь = 1)	0 -1» 0, +1	1 'з	* 4	2 6	6
	9 (1 » 0)	0	1		2
tf(Rsl) ,	p(l т I)	-1,0, +1	3	9	6	16
	<*(*=: 2)	-2, -1, 0, +1, +2	5		10
	9 (1 я 0)	0	1		2
У (я » 4) L	р(1ы1) d(t=* 2) /<1»3)	-1. 0, +1 -2, -1,0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3	3 5 г 7	16	6 10 14	32

Максимальное количество электронов в оболочке можно получить суммирова­нием числа электронов на подоболочках, учитывая арифметическую прогрессию (суммирование идет по I ж от 0 до п — 1):

£2(И + 1) = 4 £ 1 + £ 2 = + 2п = 2п³

		Цб	ЩЩ	Hi	Ял							тг	4		6	7	5	6	7
1	0	0	1	0	1	0	2	1	0	2	1	0	3	2	1	0	3	2*	1
п +1	1	2	3	3	4	4	5	5	5	6	6	6	7	7	7	7	8	8	8	.

2.6.2. Принцип Паули. Данный принцип состоит в том, что

в атоме не может быть электронов, имеющих одинаковый набор всех четы­рех квантовых чисел.

Вспомним, что электрон может характеризоваться только одним набором 4-х квантовых чисел (п, /, ггц и m_f), а одной пространственной атомной орбитали (АО) соответствует состояние с фиксированными значениями 3-х квантовых чи­сел (п, Щ mi). Тогда по принципу Паули для конкретной АО возможно лишь столько состояний электрона, сколько различных значений возможно для че­твертого квантового числа т_в. Для последнего возможны лишь два значения. Поэтому максимальное количество электронов для одной АО — 2. Соответствие электронов конкретной АО на энергетических диаграммах отображается в виде стрелок на условном обозначении орбитали: и Два таких электрона, на­

ходящиеся на одной орбитали и обладающие противоположно направленными