ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные и электронно-графические формулы атомов из "Сборник задач и упражнений по химии Изд.3" Для характеристики энергетического состояния электрона в атоме квантовая механика пользуется системой четырех квантовых чисел. [c.48] Электроны различных подуровней отличаются формой электронных облаков. Для з-электронов характерна простейшая форма — сфера для р-электронов — форма вытянутых восьмерок, или гантелей, оси которых располагаются друг по отношению к другу под углом 90° и обозначаются рх, ру и Рг- Формы облаков й- и особенно /-электронов гораздо более сложные. [c.48] Система четырех квантовых чисел позволяет определить число возможных состояний электрона в атоме в зависимости от уровня и подуровня, на котором он находится (см. табл. 1). [c.49] Из табл. 1 видно, что число орбиталей уровня отвечает п , а его электронная емкость — 2/г. Так при п = 3 число орбиталей уровня 9 (одна s-орбиталь, три р-орбитали и пзть ui-орбиталей), а его общая электронная емкость равна 18 и может быть записана в виде 3s 3p 3d . [c.49] Переходя к рассмотрению порядка заполнения электронами уровней и подуровней в атомах элементов, следует руководствоваться тем, что при -переходе от одного элемента к следующему в периодической системе электрон стремится занять состояние с минимальной энергией. [c.49] Элементы, в атомах которых происходит заполнение электронами з-, р-, d- и /-орбиталей, называются соответственно 5-, р-, й- и /-элементами. [c.53] Из схемы видно также, что начиная с четвертого периода последовательность заполнения электронами отдельных подуровней определяется уже не только значением главного квантового числа п. Так, в атомах калия и кальция заполняются 45-орбитали, в то время как Зр-орбитали остаются вакантными. Аналогичная картина наблюдается у первых двух элементов последующих периодов — рубидия и стронция, цезия и бария, франция и радия. [c.53] В простейшем случае, когда /г + / = 1, / = О и электроны заполняют подуровень Ь. В случае п I = 2 возможно также лишь одно значение I = 0, которое отвечает заполнению подуровня 2 (п = 1, / = 1 противоречит условию 1 п — 1). Если же + / = 3, то / может иметь два значения, а именно / = I, если п = 2 (2р-подуровень), и I = О, если п = 3 (Зз-подуровень), согласно правилу Клеч-ковского вначале заполняется подуровень с меньшим п и большим I (т. е. 2р-подуровень), а затем подуровень с большим п и меньшим / (Зя-подуровень). [c.54] Следует иметь в виду, что разница в энергии у орбита-лей и 3(1 сравнительно невелика, благодаря чему последовательность заполнения 45 - Зс1, может быть нарушена (см. Сг и Си). Различие энергетических состояний, по-видимому, еще меньше в случае бя и Ы (см. МЬ, Мо, К и, НИ, Р(1, Ag) и особенно М и 4/ (см. лантаноиды). [c.54] После заполнения подуровня 4я электроны поступают в подуровень Зё (см. стр. 50 и 53) и поэтому электронная формула титана, атомный номер которого на 2 единицы больше, чем у кальция, имеет вид Ь228 2р 3 23р 3амх2. [c.54] Кальций — 5-элемент, а титан -элемент. [c.54] Хром и медь относятся к семейству -элементов, а германий — к семейству р-элементов. [c.55] В электронно-графических формулах атомов два электрона, занимающих одну орбиталь, т. е. электроны с одинаковым значением л, / и /и и различным спином т , условно принято изображать в виде двух противоположно направленных стрелок. [c.55] Пример 4. Написать электронно-графические формулы атомов бериллия и бора в нормальном и в возбужденном состоянии. [c.55] В таком состоянии валентность Ве и В равна соответственно двум и трем. [c.56] Пример 5. Написать электронно-графические формулы атомов азота и кислорода. [c.56] Из них обладают наименьшим запасом энергии, и, следовательно, энергетически.более предпочтительны вторые варианты , отвечающие правилу Гунда, согласно которому наименьшим запасом энергии обладают атмы, у которых в пределах данного значения I электроны располагаются так, чтобы число неспаренных электронов с параллельными спинами было максимальным. [c.56] После возбуждения подуровня 4x2 и перехода одного -электрона на подуровень 4р общее число непарных электронов равно 6, что и соответствует высшей валентности железа. [c.57] Вернуться к основной статье