4. Волновые свойства электрона. Квантовые числа,s-, p-,d-,f-состояния электронов. Электронные орбитали.

Электрон в настоящее время не рассматривается как материальная точка. Атомные частицы обладают одновременно и корпускулярными, и волновыми свойствами.

Луи де Бройль первым предположил и доказал, что двойственность присуща электрону, как и другим микрочастицам.

масса m, скорость v, импульс длина волны h-постоянная Планка

Волновые свойства: дифракция и интерференция – свойства, характерные дивжению волны.

Корпускулярные свойства: электрон действует как частица, как единое целое. Движение – пульсирующее.

s-электронные облака обладают шаровой симметрией, p-облака – вид гантели (знак бесконечности).

___________________________________________

Состояние любого электрона в атоме может быть охарактеризовано набором 4 квантовых чисел: n, l, m, s.

Главное квантовое число n- характеризует общий уровень энергии электрона. Принимает значения от 1 до 7 (соответствуют буквенным обозначениям: k,l,m,n,o,p,q). 1-й слой – ближайший к ядру слой.

Электронные уровни подразделяются на подуровни. Электроны одного и того же подуровня различны по величине момента количества движения mvr (m – масса, v - скорость на орбите, r – радиус орбиты). Число подуровней равно числу уровней (максимальное число подуровней – 4).

Побочное (орбитальное) квантовое число характеризует энергетическое состояние электрона на подуровне (l=n-1).

Магнитное к.ч. определяет ориентацию электронного облака в пространстве ( +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3).

Спиновое к.ч. характеризует направление вращения электрона. (+1/2 и -1/2).

Наибольшее число электронов на подуровне вычисляется по формуле Таким образом, максимальное число – 32.

Распределение электронов по уровням и подуровням изображается с помощью электронных формул или ячеек.

Орбитальное квантовое число 0 1 2 3

обознач. Энергетического подуровня s p d f.

Гланое кван. Число n наименьшей энергией обладают s-электроны, затем p-…

6. Связь периодического закона со строением электронных оболочек атома. Правило Клечковского. Энергетические ячейки. Правило Гунда.

Д. Менделеев открыл закон в 1869 году, сформулировав его: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.»

В 1869 было известно всего 63 элемента, в настоящее время – 109.

Периодическая система – по сути изображение периодического закона.

Период – последовательность атомов с одинаковым числом электронных слоев.

Электроны заполняют при застройке оболочек наиболее выгодные в энергетическом отношении подуровни.

Согласно первому правилу Клечковского, последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы к большим значениям этой суммы.

Второе правило Клечковского: при одинаковом значении суммы заполнение происходит в направлении увеличения «n».

Порядок заполнения атомных орбиталей:

Таким образом, периодическая система полностью отражает прядок заполнения электронами энергетических уровней атомов любых элементов.

Правило Гунда: суммарный спин данного подуровня должен быть максимальным, т.е. электроны стремятся занять максимальное число свободных квантовых состояний.