Понятие электронного уровня, подуровня, орбитали.

Атомная орбиталь – волновая функция, описывающая состояние электрона в атоме, и полностью характеризуемая конкретными значениями квантовых чисел (n,l,m).

Каждая орбиталь характеризуется определенной зависимостью распределения ψфункции в пространстве. Обладает определенной симметрией.

Энергетический уровень – совокупность орбиталей, имеющих одинаковое значение главного квантового числа. Число энергетических уровней атома равно номеру периода, в котором расположен соответствующий химический элемент.

Энергетический подуровень – совокупность орбиталей, имеющих одинаковое значение главного и орбитального квантовых чисел (но отличающихся направлением в пространстве), находящихся на одинаковом уровне и имеющие одинаковую форму.

Правила и принципы, определяющие последовательность формирования электронных уровня и подуровня.

Принцип наименьшей энергии: в первую очередь заполняются уровни с наименьшей энергией.

Принцип запрета (принцип Паули): в атоме не могут находиться 2 электрона с одинаковым набором квантовых чисел. Так как одной атомной орбитали соответствует фиксированное значение 3 квантовых чисел (n,l,m), то на ней может располагаться только 2 электрона с противоположными спинами (такие электроны называются спаренными).

Правило Клечковского: в первую очередь формируются подуровни с наименьшей энергией, т.е. имеющие наименьшую сумму n+l. Если они равны, то там, где меньше значение n.

Правило Хунда: в наиболее устойчивом состоянии атома электроны размещаются в пределах орбитали подуровня так, чтобы их суммарный спин был максимален. Правило не запрещает другого распределения электронов в пределах подуровня. Состояние атома с меньшим суммарным спином будет энергетически менее выгодно и будет относиться к возбужденному состоянию.

Валентность – способность атомов химических элементов образовывать определенное число ковалентных связей с атомами других элементов.

Определяется числом неспаренных электронов, участвующих в образовании общих электронных пар с электронами других атомов.

Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью по водороду. Валентность кислорода, как правило, равна 2. Потому зная состав или формулу кислородного соединения, можно определить его валентность, как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединить к себе один атом данного элемента (валентность по кислороду). У большинства элементов валентности в водородных и кислородных соединениях различны.

Вопрос №10. S-, p-, d-, f- элементы. Взаимосвязи между электронным строением, химическими свойствами и положениями в Периодической системе.

Первоначально в таблице периодической системы Менделеева элементы были расположены на основании их атомных масс и химических свойств. В действительности оказалось, что решающий фактор при этом – не атомная масса, а заряд ядра и, соответственно, число электронов в нейтральном атоме.

s-, p-, d-, f- элементами называются элементы у которых формируются соответствующие подуровни. В периодической системе они объединены в группы.

Последовательное заполнение электронами уровней показывает, что элементы одних и тех же подгрупп ПС имеют близкие электронные конфигурации внешних электронных уровней.