In 25 - 30 de ani ai secolului trecut a fost stabilită teoria cuantică a structurii atomice, care studiile și explică interacțiunea și mișcarea microparticulelor: atomi, molecule, nucleele atomice si particule elementare (protoni, neutroni, electroni, etc.). S-a stabilit experimental că electronul are o natură duală: posedă simultan proprietățile particulei și proprietățile valului. Electronii dintr-un atom sunt caracterizați de diferite energii, sunt la distanțe diferite de nucleu și formează niveluri diferite de energie. Electronii, care se află la aceeași distanță față de nucleu, formează un nivel de energie. Spațiul din jurul nucleului, în care este cel mai probabil să se găsească electronul, se numește orbital.
Starea unui electron într-un atom este descrisă de patru numere cuantice.
1. Numărul principal cuantic n denotă numărul de nivel și caracterizează valoarea energiei electronice a unui anumit nivel; n poate lua valorile 1, 2,3, 4, 5, 6,7 (numai numere întregi).
Electronii cu n = 1 formează stratul electronic cel mai apropiat de atomul de nucleu (nivelul energiei). Electronii cn = 2 formează stratul de electroni din nucleul atomului și așa mai departe.
2. Numărul cuantumului orbital (produs secundar) l caracterizează forma orbitalilor electronici (subsoluri de energie); pentru o valoare dată, n l poate lua valorile întregi de la 0 la n - 1. Orbitele cu valori diferite ale lui l sunt notate cu literele s, p, d, f.
Starea electronului, care se caracterizează prin valoarea lui l. se numește subsolul energetic. Electronii au aceeași valoare, dar valori diferite ale lui l diferă în rezerva de energie. Numărul de subsoluri energetice ale fiecărui strat de electroni este egal cu numărul stratului, adică cu valoarea numărului principal cuantum.
Numărul cuantic magnetic determină orientarea orbitalilor în spațiu și poate lua valorile întregilor de la -l la + l, inclusiv valoarea 0. Deci, pentru l = 0, ml = 0. Aceasta înseamnă că s-orbita are aceeași orientare față de trei axele coordonatelor. Astfel, numărul cuantic magnetic determină numărul orbitalilor la subsol
Al patrulea număr cuantic m s - spin - poate avea doar două valori + 1/2 și - 1/2.
Conform principiului Pauli:
Într-un atom nu pot exista doi electroni cu aceeași valoare a celor patru numere cuantice. Pe o orbitală nu pot exista mai mult de doi electroni și acești electroni au rotiri opuse (antiparale).
Orbital cu doi electroni ale căror spini sunt antiparalele (bine cuantice) ilustrează schematic acest lucru: ...
Aranjamentul electronilor de-a lungul straturilor și orbitalilor este reprezentat sub forma unor configurații electronice. Un număr mare indică numărul stratului (numărul cuantic principal). Litera (s, p, d, f) denotă forma orbitală (numărul cuantic al orbitalului). Micul tsifranadbukvoy spravavverhupokazyvaet nadannoyorbitali.Naprimer număr de electroni, 2s 2 prezintă Chthon doilea strat electronic este de doi orbitali electroni nas.
Numărul maxim de electroni la unul s orbital - 2, trei p -orbitalyah- 6 pe orbitalyah- 10 și șapte f orbitali pyatid- - - 14.
Numărul maxim de electroni (N) din stratul de electroni poate fi determinat de formula N = 2n2, unde n este numărul stratului (valoarea numărului principal quantum). Dar în atomii multor elemente, straturile de electroni sunt complet umplut.
Secvența de umplere a straturilor de electroni este determinată de regula celei mai mici rezerve de energie:
Orbitalele sunt umplute cu electroni în ordinea cresterii energiei, care se caracterizeaza prin suma n + 1. În acest caz, dacă suma n + 1 două orbite diferite este aceeași, atunci o orbită cu n este umplută mai devreme.
Ordinea de umplere a orbitalilor electroni în raport cu suma n + 1 este următoarea:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 2 4s 3d 4p 10 6 2 4d 10 5s 5p 6s 2 4f 6 5d 14 10 6 6p 7s 2 5f ... 14.
De aceea, de exemplu, în atomul elementului scandic Sc, după umplerea 4s-orbitalilor, se umple 3d-orbitalii și nu 4p.
Atunci când orbitele sunt umplute cu electroni, regulă Gund (cel mai mare număr de spin total) este de asemenea observată:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: