ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные тенденции в построении периодической системы элементов из "Теоретическая неорганическая химия Издание 3" По мере того как росло понимание роли электрона в свойствах элементов, появлялось и понимание периодической системы. Около 1923 г. стало очевидно, что для объяснения линий спектра надо определить различные энергетические состояния атома, для чего необходимы четыре квантовые числа. Из всех возможных состояний электрон переходит в то, которому соответствует наименьшая энергия этому состоянию соответствуют следующие значения квантовых чисел п = 1, 1 = 0, т = О, т = 1 Но, как видно из спектров, все электроны тяжелого атома не могут одновременно находиться в этом состоянии. Поэтому нельзя ожидать дальнейшего развития науки об атоме, пока не будет найден закон, показывающий, как должны быть распределены электроны по возможным энергетическим состояниям. Такой закон был открыт в 1925 г. и получил название принцип исключения Паули. Согласно этому закону, в атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа одинаковы. [c.92] По существу, принцип Паули утверждает, что в каждом энергетическом состоянии атома может находиться только один электрон. Если состояние, отвечающее тому или иному набору значений всех четырех квантовых чисел, не вырождено, то каждая определенная комбинация этих чисел определит новое энергетическое состояние и в каждом из этих состояний может находиться только один электрон. Так, ключ к электронному строению атомов, а отсюда и к свойствам элементов был найден в четырех квантовых числах и их ограничении принципом исключения Паули. [c.92] ТО будет видно, что возможны только определенные комбинации. Рассмотрим первый, или /С-слой, для которого главное квантовое число п = I. Если п = I, то азимутальное квантовое число может быть равно только нулю, так как его наибольшее значение равно (п — 1). При 1 = 0 магнитное квантовое число также может быть равно только нулю. Но спиновое квантовое число может быть и +1/2, и —1/2. Отсюда следует, что для первого уровня возможны только две разрешенные комбинации квантовых чисел. Это значит, что в первом уровне может быть только два электрона и, поскольку I = О, эти электроны будут в -состоянии. Возможные комбинации четырех квантовых чисел второго, третьего и четвертого уровней показаны в табл. 3-7. Следует отметить, что 5-состояние есть для каждого уровня и в этом состоянии может быть не больше двух электронов. Для второго уровня возможны и 5-, и р-состояния р-состояния могут быть и во всех последующих уровнях. [c.93] При попытке связать электронную конфигурацию атома элемента с положением в периодической системе видно, что длинная форма периодической таблицы может быть разделена на четыре главные секции, как показано на рис. 3-8. Секция, обозначенная 5, содержит по два элемента каждого периода, секция р содержит по шесть, с1 — по десять, / — по 14 элементов. Это приводит к мысли о связи периодической системы с 5-, р-, с1- и /-состояниями, так как в этих состояниях может находиться соответственно 2, б, 10 и 14 электронов. [c.94] Поскольку в основе периодической системы лежат опытные данные, она может служить руководством при решении вопроса о порядке заполнения орбиталей атомов электронами в последовательном ряду элементов . [c.94] Как видно, /гх-состояние перекрывается с ( — 1) -состоянием, а 4/ перекрывается даже с еще более высокими состояниями. [c.97] Вернуться к основной статье