ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные формулы. Правило Гунда из "Неорганическая химия" Распределение электронов в атоме по уровням и подуровням (орбиталям) изображают в виде электронных формул. Пока-гкем, как они составляются. [c.49] Орбиталь с минимальной энергией — это Ь-орбиталь. Ее занимает единственный электрон атома водорода. Поэтому электронная конфигурация или электронная формула атома водорода записывается 1з . Поскольку на одной 5-орбитали могут находиться два электрона, то. электронная формула гелия 15 . Согласно табл. 4 электронная формула лития 15 25 бериллия — ls22s неона — 15 25 2р . [c.49] Читаются электронные формулы справа налево. Электронную формулу хлора следует прочесть так пять пэ и два ас электрона на третьем уровне, шесть пэ и два эс электрона на втором уровне и два эс электрона на первом уровне . [c.50] Такая запись используется при изучении теории химической связи (гл. III). [c.50] При написании электронных формул элементарных ионов следует поступать так. Сначала записать формулу атома. Затем в случае катиона вычесть из числа электронов внешнего уровня соответствующее число электронов. Например, электронная формула атома железа [Ar]3d 4s . Если вычесть два 45-электрона, то формула катиона Fe будет [АгШ или ls 2s 2/ 3s 3/ 3d . Если же вычесть 3 электрона, то получим катион Ре + [Ar]3d или ls 2s 2p 3s 3p 3d . [c.50] В случае аниона к электронам внешнего уровня в формуле надо прибавить соответствующее число электронов. Так, электронная формула атома хлора [Ne]3s 3p . Хлорид-ион СГ образуется присоединением одного электрона к атому хлора. Тогда электронная формула аниона будет [Ne]3s 3p или lsW2/ 3s 3p . [c.50] Очень часто структуру электронных оболочек изображают с помощью квантовых ячеек — это так называемые графические электронные формулы или схемы. Каждая такая ячейка обозначается клеткой клетка — орбиталь, стрелка — электрон, направление стрелки — направление спина, свободная клетка — свободная орбиталь, которую может занимать электрон при возбуждении. Согласно принципу Паули, в ячейке может быть один или два электрона (если два, то они спарены). [c.50] Орбитали подуровня заполняются по правилу Гунда, установленному им на основании спектральных данных при данном значении I электроны в атоме располагаются так, что суммарное спиновое число их (1 з) максимально. [c.51] Другими словами, квантовые ячейки подуровня заполняются сначала по одному электрону, а затем по второму с противоположно направленным спином. Так, у атома азота (рис. 9) в трех / -ячейках разместятся три электрона по одному в каждой, в атоме три неспаренных электрона. В этом случае максимально 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2. Если же предположить иное размещение электронов, например, в одной ячейке 2, в другой 1 и третья пустая, то 2 = +1/2 — 1/2 + + 1/2 = 1/2, что противоречит правилу Гунда. Надо принять размещение, представленное на рис. 9. [c.52] Числом неспаренных электронов определяется валентность элемента. У азота она равна трем. У атома кислорода в трех р-ячейках размещается 4 электрона (рис. 9). Детализированная электронная формула атома кислорода будет и 28 2р12р12р г. У него два неспаренных электрона — кислород двухвалентен. Рассуждая аналогично, найдем, что у фтора один неспаренный электрон — он одновалентен, у Ые все электроны спарены, он нульвалентен. [c.52] Во избежание громоздких записей (рис. 9) обычно такие формулы пишут для подуровней с валентными электронами. [c.52] То же имеет место у Си, N5, Мо, Ки, КЬ, Ag, Р1, Ли. У Рс1 электроны по уровням располагаются так 2.8.18.18.0 (здесь пятый энергетический уровень вообще отсутствует — оба электрона провалились на соседний уровень). [c.52] Как видно, атом углерода в основном (нормальном) состоянии имеет два неспаренных электрона (двухвалентен), в возбужденном (обозначен звездочкой) — четыре (четырехвалентен). Перевод 25-электрона на 2 р-орбиталь, т. е. переход атома углерода в возбужденное состояние, требует затраты добавочной энергии, которая однако компенсируется за счет образования двух дополнительных связей. Энергетический баланс будет выгодным, так как соответствует понижению энергии системы. [c.53] Вернуться к основной статье