ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронная структура многоэлектронных атомов из "Строение атома и химическая связь" Как уже отмечалось, точное решение уравнения Шредингера возможно только для одноэлектронного атома. Поведение электрона в многоэлектронных атомах осложняется межэлектронны-ми взаимодействиями, что значительно затрудняет нахождение значений волновых функций 1 з. Для многоэлектронных атомов приходится пользоваться приближенными решениями и схемами. Тем не менее, поскольку характер движения электрона и в многоэлектронных атомах определяется размерам электронного облака, орбитальным, магнитным и спиновым моментами электрона, оказалось возможным квантовые состояния электрона в атоме водорода перенести на многоэлектронные атомы. [c.22] В настоящее время считают, что химические свойства элементов и их соединений определяются электронным строением. [c.22] Поэтому установление электронной структуры атомов является важной задачей при выявлении химических свойств элементов. Заполнение электронных оболочек атомов электронами описывается принципом Паули, правилом Хунда и правилом Клеч-ковского. [c.23] Принцип Паули в атоме не может быть двух электронов в состояниях, характеризующихся четырьмя одинаковыми квантовыми числами. [c.23] Первый электронный слой ( =1) называется /С-слоем, второй (п=2)— -слоем, третий (л = 3)—М-слоем, четвертый (п=4)—Л -слоем, пятый ( = 5)—0-слоем, шестой (п = 6)— Р-слоем, седьмой (л=7) —Р-слоем. [c.24] Следует обратить внимание на то, что в атомах различных элементов главное квантовое число по-разному определяет размеры орбиталей. Например, при п=2 размер 25-орбитали атома лития характеризуется радиусом атома 1,6 А, а радиус атома бериллия, соответствующий также размеру 25-орбитали, составляет всего 1,1 А. Радиусы атомов водорода (0,53 А), лития (1,6 А), натрия (1,8 А), которые все являются -элементами, не относятся друг к другу как квадраты главных квантовых чисел (см. стр. 9). Все эти кажущиеся несоответствия объясняются тем, что размеры орбиталей квантовых уровней пропорциональны в первом приближении n только для одного значения заряда ядра атома. [c.25] О — 15 2з 2р Е—ls 2s 2p Ne—1з 28 2р . В атоме неона завершается заполнение р-подуровня второго электронного слоя. В атоме натрия следующий электрон заполняет 35-подуровень электронная структура натрия—15225 2р 85. [c.25] Затем происходит последовательное заполнение орбиталей в соответствии со схемой рис. 14. [c.25] Правило Хунда. Порядок заполнения орбиталей подуровня подчиняется правилу Хунда в пределах подуровня электроны заполняют максимальное количество орбиталей. [c.25] Распределение электронов по различным орбиталям обусловливается отталкиванием электронов. [c.26] Составим таблицу (табл. 4) заполнения орбиталей с учетом правила Клечковского. Напомним, что должно обязательно сохраняться условие —1. Порядок заполнения электронами подуровней происходит в следующей последовательности s2s2p3s3p4s3d4p5s4d p6s4f5d6p7s5f6d. [c.29] Правило Клечковского дает возможность определять электронные структуры как для известных элементов, так и для еще неизвестных трансурановых элементов. Безусловно, основное значение правила Клечковского заключается в его предсказательном характере. Если в соответствии с правилом Клечковского девятнадцатый электрон атома калия находится на 4s-op-битали, то это означает, что энергия электрона на 45-орбитали меньше, чем энергия его на Зй-орбитали. Однако соотношение энергий электронов на 4s- и Зй-орбиталях в дальнейшем изменяется. На рис. 17, где показано изменение энергий электронов на всех орбиталях в зависимости от заряда ядра, можно видеть, что, начиная со скандия, энергии электронов на Зс -подуровне оказываются меньше, чем на 4 -подуровне. Например, у атома титана сначала будут отрываться электроны с 45-подуровня, а затем с Зй-подуровня. [c.29] Вернуться к основной статье