Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Строение атома. Атом–это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов .Ядро атома состоит из протонов и
|
|
Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.
Атомной орбитали (АО)–это область пространства вблизи ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона.
Состояние электрона в атоме полностью определяется четырьмя квантовыми числами (главным, орбитальным, магнитным и спиновым).
Главное квантовое число n - определяет энергию и размеры электронных орбиталей, принимает значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7… и характеризует оболочку или энергетический уровень.
Орбитальное квантовое число l – определяет форму атомной орбитали, принимает значения 0, 1, 2, 3… и характеризует энергетические подуровни:
l =0, орбиталь имеют сферическую форму, называется s-орбиталью и в пределах одного уровня образует s- подуровень;
l =1, орбитали имеют форму гантели, называются p-орбиталями и в пределах одного уровня образуют p- подуровень;
l =2, орбитали имеют сложную форму (две скрещенные гантели), называются d–орбиталями и в пределах одного уровня образуют d– подуровень;
l =3, орбитали имеют сложную форму (три скрещенные гантели), называются f-орбиталями и в пределах одного уровня образуют f- подуровень.
Число подуровней равно номеру уровня, при этом в пределах одного уровня энергия подуровней возрастает в ряду: E s < E p < E d < E f
| n | l | число подуровней | Обозначение подуровней |
| 1s | |||
| 0, 1 | 2s, 2p | ||
| 0, 1, 2 | 3s, 3p, 3d | ||
| 0, 1, 2, 3 | 4s, 4p, 4d, 4f |
Магнитное квантовое число ml - характеризует ориентацию орбитали в пространстве (рис.1), принимает целочисленные значения от ─ l до + l, включая ноль.
Если l= 0, то ml= 0 (одно значение), следовательно, s–орбиталь имеет только одно положение в пространстве. Следовательно, s–подуровень состоит из одной s–орбитали и обозначается одной квантовой ячейкой
Если l= 1, то ml= -1, 0, +1 (три значения) и существуют три взаимно перпендикулярные р–орбитали. Следовательно, p–подуровень состоит из трех р-орбиталей иобозначается тремя квантовыми ячейками
Если l= 2, то ml =- 2, -1, 0, +1, +2 (пять значений) и существуют пять
d–орбиталей, различным образом ориентированных в пространстве. Следовательно, d–подуровень состоит из пяти d–орбиталей и обозначается пятью квантовыми ячейками
Если l= 3, то ml = -3, - 2, -1, 0, +1, +2, +3 (семь значений) и существуют семь
f –орбиталей. Следовательно, f –подуровень состоит из семи f –орбиталей, обозначается семью квантовыми ячейками
Спиновое квантовое число ms – имеет толькодва значения + ½ и - ½ и характеризует собственный механический момент движения электрона. Электроны с разными спинами обозначаются противоположно направленными стрелками: ↑ (+ ½) и ↓ (- ½).
Электронное строение атома элемента изображается электронной конфигурацией (электронной формулой), которая показывает распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням. При этом энергетические уровни обозначаются цифрами (1, 2, 3…), подуровни – буквами s, p, d, f. Число электронов на подуровне записывается в виде степени (справа вверху от буквы).
При составлении электронных конфигураций многоэлектронных атомов следует учитывать принцип минимальной энергии, принцип Паули, правила Гунда и Клечковского.
1. Принцип минимальной энергии: в основном состоянии первыми заполняются орбитали с наименьшей энергией, соответствующие наиболее устойчивому состоянию.
2. Правило В.Клечковского: увеличение энергии орбиталей происходит в порядке возрастания суммы n + l, а при равной сумме n+l в порядке возрастания n
1s< 2s< 2p< 3s< 3p< 4s≈ 3d< 4p< 5s≈ 4d< 5p< 6s≈ 5d≈ 4f< 6p< 7s≈ 6d≈ 5f
3. Принцип запрета Паули – в атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковым набором четырех квантовых чисел n, l, m l, m s
Следовательно, на одной орбитали может находиться не более двух электронов, причем они должны иметь противоположные спины ↓ ↑
4. Правило Гунда – заполнение орбиталей одного подуровня в основном состоянии атома начинается одиночными электронами с одинаковыми спинами (правило максимального спина). Последовательность заполнения электронами p- подуровня:
| 1↑ 4↓ | 2↑ 5↓ | 3↑ 6↓ |
Электрон, который последним заполняет орбитали атома, называется формирующим и определяет тип элемента (s, p, d, или f - элемент). Следует запомнить, что s и p- элементы находятся в главных подгруппах, а d и f – элементы - в побочных подгруппах ПСЭ.
|