Într-un atom multielectron
Umplerea orbitalilor atomici de electroni
Distribuția electronilor în atomi cu mai mulți electroni față de nivelurile de energie și subsoluri se supune următoarelor legi:
1. Principiul celui mai mic nivel de energie.
Fiecare orbită atomică corespunde unei anumite energii. Ordinea AO pentru energie este determinată de două reguli Klechkovsky:
1) o energie de electroni este determinată în principal de valorile principale (n) și orbitală (l) numerele cuantice, deci electronii umple primele subnivele cele pentru care suma (n + l) mai puțin.
De exemplu, s-ar putea presupune că sub-subsolul este mai mic decât energia de 4 s. Cu toate acestea, conform regulii Klechkovskii, energia 4s-stat este mai mică decât 3d, 4s deoarece pentru suma (n + l) = 4 + 0 = 4, iar pentru 3d - (n + l) = 3 + 2 = 5.
2) Dacă suma (n + l) pentru cele două sublevels este aceeași (de exemplu, pentru subsilele 3d și 4p această sumă este 5), nivelul cu n mai mic este mai întâi umplut cu electroni. Prin urmare, formarea nivelelor energetice ale atomilor elementelor din a patra perioadă are loc în următoarea secvență: 4s - 3d - 4p. De exemplu:
21 Sc 1s 2s 2 2 2 2p 6 3s 3p 6 4s 3d 1. 2 31 2 Ga 1s 2s 2p 2 6 2 3s 4s 3p 6 3d 10 2 1 4p
Astfel, ținând seama de regulile Klechkovsky, energia orbitalilor atomici crește în funcție de serie
1s <2s <2p <3 <3p <4s ≤3d <4p <5s ≤ 4d <5p <6s ≤ 4f ≤ 5d <6p <7s ≤ 5f ≤ 6d <7p
Notă. Semnul ≤ înseamnă că energiile AO sunt apropiate, astfel încât este posibilă o încălcare a regulilor Klechkovsky.
Folosind această serie, putem determina structura electronică a oricărui atom. Pentru aceasta, este necesar să se adauge și să se introducă electroni în subsilele și orbitele atomice succesiv. Este necesar să se ia în considerare principiul Pauli și cele două reguli Hund.
3. Principiul Pauli determină capacitatea AO: nu pot exista doi electroni într-un atom cu același set dintre cele patru numere cuantice.
Cu alte cuvinte, pe un AO, caracterizat prin trei numere cuantice, se pot plasa doar doi electroni cu rotiri opuse; pentru un AO puteți scrie două opțiuni posibile pentru completarea acestuia:
4. Două reguli din Hund descriu ordinea umplerii unui subsol de către electronii AO:
Prima regulă: în acest subsol, electronii tind să umple stările energetice (AO) în așa fel încât suma rotirilor lor în magnitudine absolută să fie maximă. În același timp, energia sistemului este minimă.
De exemplu, luați în considerare configurația electronică a unui atom de carbon. Numărul atomic al acestui element este 6. Aceasta înseamnă că există 6 electroni în atom și sunt localizați la 2 niveluri de energie (atomul de carbon este în a doua perioadă), adică 1s 2 2s 2 2p 2. Grafic 2p-subsub poate fi reprezentat în trei moduri:
m 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1
Trimiteți-le prietenilor: