Структура электронных оболочек атомов.

n l ml ms

кванто- подуровни орбитали электроны

вый уро- на орбиталях

вень рис.2.8.

Третья вертикальная линия соответствует квантовому числу ml. Здесь показано деление квантового подуровня на орбитали. Число орбиталей на подуровне числу значений, которые принимает магнитное квантовое число. s-подуровень состоит только из одной орбитали, поэтому на первом квантовом уровне имеется только одна орбиталь. р-подуровень состоит из трех орбиталей.

р-подуровень

ml = –1, 0, +1

d-подуровень содержит уже пять орбиталей.

d-подуровень

ml = –2, –1, 0, +1, +2

f-подуровень увеличил свою емкость до семи орбиталей

f-подуровень

ml = –3, –2, –1, 0, +1, +2 +3

Четвертая вертикальная линия отнесена к спиновому квантовому числу ms. Забегая вперед отметим, что это квантовое число предопределяет возможное количество электронов на орбитале. По соответствующему постулату на орбитале может быть два электрона, но они должны иметь разные спины, т.е. разные значения ms: +1/2 и –1/2. В связи с этим на четвертой вертикальной линии представлена максимальная заполняемость электронами квантового подуровня и уровня.

На s-подуровне – 2 электрона

На p-подуровне – 6 электрона

На d-подуровне – 10 электрона

На f-подуровне – 14 электрона

Максимальное число электронов на подуровне можно определить по формуле:

К=2(2l+1).

Теоретическая последовательность расположения квантовых уровней и подуровней выглядит так:

1sà2sà2pà3sà3pà3dà4sà4pà4dà4fà5sà5pà5dà5fà6sà6pà6dà6fà7sà 7pà7dà7fà…

Однако при расщеплении квантовых уровней на подуровни приведенная теоретическая последовательность нарушается. Реальное расположение подуровней определяется правилом Клечковского, согласно которого последовательность расположения подуровней определяется суммарным значением двух квантовых чисел n и l. В том случае, когда для двух и более подуровней n + l имеет одинаковое значение, то сначала идет тот подуровень, у которого меньшее значение n.

1s – 2s – 2p – 3s – 3p – 3d – 4s – 4p – 4d – 4f – 5s –5p – 5d – 5f

(n+l) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8

По правилу Клечковского фактическая последовательность расположения подуровней следующая:

1sà2sà2pà3sà3pà4sà3dà4pà5sà4dà5pà6sà5dà4fà5d2–5à6pà7sà6d1à

5fà 6d2–5à7p.

Структура электронных оболочек атомов изображена на следующей схеме (рис2.9.):

6p

5d4

4f 14

5d1

6s

5p 4p

4d

5s

3d

4s

3p 2p

3s

2s

1s

Рис.2.9.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru