atomi mulți electroni

În atomi mulți electroni fiecare electron este atras nu numai nucleul, dar, de asemenea, simt repulsie din toate celelalte electroni, astfel încât toate funcțiile de undă sunt interdependente. Soluția exactă a ecuației Schrödinger pentru atomi mulți electroni este necunoscut. Există o serie de metode aproximative de calcul, în care se presupune că funcția de undă a unui atom de mulți electroni poate fi reprezentat ca produs al funcțiilor de undă ale electronilor individuali. Starea de energie a electronilor atomilor multielectron depinde nu numai de numărul cuantic principal, dar, de asemenea, cu privire la numărul de L orbitale. Numărul cuantic principal determină numai o anumită bandă de energie, valoarea actuală a energiei electronilor este determinată de l. Acest lucru se datorează faptului că electronii din atomul nu este atras doar miezul, dar suferă de repulsia de electroni dispuse între un anumit electron și nucleu. straturi interne format electronic, cum ar fi ecran care slăbește atragerea electronului către nucleu, sau se spune că pentru a proteja electronul exterior din taxa nucleară. La electronul nu acționează

întreaga taxa (+) Z. și eficientă încărcare z-l. unde l - constanta de screening. Repulsia reciproca a electronilor de același nivel este, de asemenea, o componentă a efectului de ecranare, care este diferit de electroni cu valoare diferită a orbital număr l cuantic. Ca urmare a acestei creșteri a energiei are loc în ordinea următoare:

1s <2s <2p <3s <3p <4s <3d <4p <5s <4d <5p <6s <5d ≈ ≈ 4f <6p <7s <6s <5d » 4f <6p <7s <6d » 5f <7p

În atomii de mai multe electroni de electroni și nivelurile de sedimentare subnivele nu sa efectuat în mod arbitrar, și în strictă conformitate cu trei principii de bază ale mecanicii cuantice: principiul energiei minime, principiul Pauli și principiul statului sau Gunda.

În conformitate cu principiul energiei minime cu creșterea taxa pe nucleul unui atom în unitatea de bază rateaza un nou electroni care caută să ocupe cel mai scăzut de energie corespunzătoare atomului de rezistență maximă. Acest principiu de energie minim pentru electroni sta la baza la umplerea electroni de nivelul de energie.

comportamentul electronilor în atomi este supus „principiului de excludere“. formulate în 1925, om de știință elvețian Pauli: un atom poate să nu fie doi electroni, care ar avea aceleași patru numere cuantice (n, l ml și ms), adică, Ele nu pot fi în aceeași stare cuantică. Prin urmare, în cazul în care o societate pe actiuni (celule cuantice), un al doilea electron, acesta va avea un număr cuantic de spin de semn opus: -¯. pentru n = 1 configurația electronică condiționată de acest nivel se înregistrează: 1s 2.

Pentru alte niveluri, numerele cuantice ale combinației arătate în tabelul. 1:

Starea cuantică a electronilor, capacitatea de patru

nivelurile de energie și subnivele

Din principiul lui Pauli are două consecințe:

1) Numărul de sonde cuantice la o valoare dată l egalează 2l + 1 (numere impare 1, 3, 5, 7 ...). Deoarece numărul maxim de electroni este de două ori numărul de celule cuantice, numărul maxim de electroni la subnivelul:

2) numărul maxim posibil de electroni la fiecare nivel de energie este egală cu dublul pătratul numărului cuantic principal:

Nivelele de energie și subnivele care conțin numărul maxim de electroni se numesc închise. s închise - subnivel (l = 0) cuprinde două electroni p închis - subnivel (l = 1) cuprinde șase electroni, etc ...

La umplerea electroni subnivele Gunda observate regula. în acest substrat, electronii tind să ocupe stări de energie, astfel încât spinul total a fost maximizată. Această caracteristică a distribuției electronilor în orbitalii atomice cu aceeași valoare l este explicată prin repulsie electron-electron. De exemplu, soluționarea d- vacant AO poate cinci electroni, în conformitate cu articolul Gunda doar un singur mod corespunzător cel mai scăzut de energie la sol

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

Când umplere electroni AO, așa cum se vede din rândul de energie, n ³ 4 este ca și în cazul în care o încălcare secvență legitimă. De exemplu, subnivel 4s primul umplut și apoi 3d. electroni de secvență Explicație umplere AO Klechkovskii dau două reguli sau exclude „“ n + l „“.

În conformitate cu o primă regulă Klechkovskii cu creșterea încărcare nucleu umplere secvențială atomic orbitali electroni din orbitalii are loc cu o cantitate mai mică de principal și a numerelor cuantice orbitale (n + l) orbitalii cu o valoare mare a acestei sume.

Suma n + l este egal cu 4s subnivel 4 și 3d, este egală cu 5, deci va fi umplut înainte de a 4s subnivel.

Dacă suma n + l este aceeași, atunci a doua regulă Klechkovskii umplere orbitali are loc succesiv în direcția de creștere valori ale principalului număr cuantic n. De exemplu, suma n + l pentru 3d 3d și 4p subnivele identic și egal cu 5, atunci în primul rând să fie umplut - subnivelul, deoarece n mai puțin pentru el.