Principiile distribuției electronilor în atom - studopediya

Distribuția electronilor într-un atom se efectuează în conformitate cu poziția 3 a mecanicii cuantice: principiul lui Pauli; principiul energiei minime; regula lui Hund.

Potrivit lui Pauli atomul principiu de excludere nu poate fi doi electroni cu aceleași valori ale celor patru numere cuantice. Principiul Pauli determină numărul maxim de electroni într-un singur nivel orbital și subnivel. Deoarece AB este caracterizat prin trei numere cuantice n, l, ml. Acest electroni orbitale poate diferi doar numărul cuantic de spin ms. Dar ms poate avea doar două valori + ½ și -½.

Prin urmare, într-un singur orbital poate fi nu mai mult de doi electroni cu spin opus. Numărul maxim de electroni la nivelul de energie este definit ca 2n 2. subnivel și - ca 2 (2l + 1). Numărul maxim de electroni care sunt stocate pe diferite niveluri și subnivele este dat în Tabelul. 2.1.

Numărul maxim de electroni la nivelurile cuantice și subnivele

Valorile posibile ale numărului magnetic ml cuantic

Secvența de umplere orbitali cu electroni se efectuează în conformitate cu principiul energiei minime. prin care electronii umple orbital în ordinea crescătoare orbitali nivelului de energie. Ordinea orbitalii de energie este determinată de regula Klechkovskii. a crescut de energie și, în consecință, umplerea orbitalii are loc în ordinea crescătoare a sumei (n + l), iar când egală cu o sumă (n + l) - în ordinea crescătoare n.

Ordinea de distribuire a electronilor asupra nivelelor energetice și subnivele în atom se numește configurația sa coajă de electroni. Când configurația electronică a numărului stratului de înregistrare (numărul cuantic principal) denota numerele 1, 2, 3, 4 ..., subnivel (numărul cuantic orbital) - scrisori s, p, d, f. Numărul de electroni în figură notată subnivel, care este înregistrată la simbolul subnivel top. De exemplu, configurația electronică a atomului de sulf este de 16 S 1s 2s 2 2 2 2p 6 3s 3p și vanadiu 4. 23 V 1s 2s 2 2 2 2p 6 3s 3p 6 3d ° / i> 3 2 4s.

Proprietățile chimice ale atomilor sunt determinate în principal structura externă a nivelelor de energie, care sunt numite valență. Complet completat în nivelurile de energie ale interacțiunii chimice nu este implicat. De aceea, de multe ori pentru configurația electronică a atomului de concizie notat precedent gaz nobil. Astfel, sulful: [Ne] 3s 2 3p 4; vanadiu: [Ar] 3d 3 4s 2. Simultan stenografia clar distinge electroni de valență determină proprietățile chimice ale atomilor elementelor.

În funcție de ce fel de atom este umplut subnivel în ultimul rând, toate elementele chimice sunt împărțite în 4 familii electronice: S-, P-, d-, f - elemente. Elementele au atomi care ultimul să fie umplut s-subnivel al stratului exterior, numite s-elemente. S- V s sunt elemente ale electronilor de valență ale stratului exterior.

La elementele p-ultimul umplut plan extern subnivel district. Acestea sunt situate pe electroni de valență P- și subnivele plan extern S-. d-elemente Y în ultimul subnivel nivel predvneshnego d-umplut și electronii de valență sunt externe și nivelurile s- energie Ad- predvneshnego electroni. În ultimele elemente f umplute cu f-subnivel al treilea nivel de energie din exterior.

configurația electronică atom poate fi reprezentat sub forma de electroni in celulele layout cuantice, care sunt o reprezentare grafică a atomic orbital. Fiecare cutie cuantică poate fi o perioadă de maximum doi electroni cu spin opus. Ordinea de plasare a electronilor într-un sub regula determinat Hund în cadrul electroni subnivelul sunt aranjate astfel încât de spin totală a acestora a fost maximizată. Cu alte cuvinte, acest subnivel umplut orbitali mai întâi un electron cu aceeași rotire, iar apoi al doilea electron spin opus.

Rezumat de spin P- electroni nivelul de energie al treilea a atomului de sulf = ½ prin SMS - ½ + ½ + ½ = 1; electroni d atom de vanadiu -

Adesea ilustrează grafic nu toate e-formulă, ci numai acele subnivele pe care electronii de valență sunt, de exemplu,

În imaginea grafică configurația electronică a unui atom într-o stare excitată, împreună cu zugrăvi completat orbitalii valență virane. De exemplu, un atom de fosfor la AOS al treilea nivel de energie s sunt una, trei și cinci p AOS d AOS. Configurația electronică a atomului de fosfor în starea solului ia forma

Valența fosfor, determinat de numărul de electroni nepereche este egal cu 3. atomul de tranziție în stare excitată se produce abur stare 3s electroni și electronii de la unul dintre s -podurovnya pot merge la d -poduroven:

Când acest valențelor fosfor variind de la trei (RSl3) în starea solului la cinci (RCl5) în stare de excitare.