Основные закономерности распределения электронов в атомах

· Принцип наименьшей энергии: орбитали заполняются последовательно, начиная с самой низшей по энергии.

· Правило В. Клечковского: заполнение орбиталей электронами происходит в порядке возрастания сумм (n + l); а если для каких-либо орбиталей эта сумма одинакова, то электроны располагаются на орбитали с меньшим значением n.

К примеру, определим очередность заполнения электронами 3p-, 3d-, 4s-, 4p и 4d-подуровней (таб. 2)

Таблица 2

Расположение орбиталей многоэлектронных атомов в порядке повышения энергии имеет вид:

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

· Принцип Паули: в атоме не может быть более двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел.

Из принципа Паули следует, что на атомной орбитали может находится не более двух электронов и они должны обладать разными спинами. Последнее вытекает из следующих рассуждений:

s-орбиталь первого энергетического уровня характеризуется следующим набором квантовых чисел: n =1 l = 0, m = 0. Электрон, занимающий эту орбиталь может иметь спиновое квантовое число m_s равное -¹/₂ или + ¹/₂. Если один электрон имеет квантовые числа: n =1 l = 0, m = 0, m_s = +¹/₂, то второй электрон должен иметь квантовые числа: n =1 l = 0, m = 0, m_s = -¹/₂. Третьего набора квантовых чисел, чтобы он отличался хотя бы на одно квантовое число от двух предыдущих, не имеется.

Максимальное число электронов на энергетических подуровнях: s-подуровень – 2, p-подуровень – 6, d-подуровень – 10, f –подуровень – 14 электронов и т.д.

Максимальное число электронов на энергетическом уровне равно 2 n ², где n – главное квантовое число.

· Правило Хунда: когда атом находится в устойчивом состоянии, электроны в пределах подуровня располагаются таким образом, чтобы суммарное спиновое число электронов было максимальным.

К примеру, три электрона на p-подуровне распределены так:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: