Принципы заполнения электронных оболочек атомов

Кудашкин М.В. ЗГГ19-03

Принципы заполнения электронных оболочек атомов

В каждом атоме электроны заполняют энергетические уровни в определенном порядке. Этот порядок определяется тремя правилами, каждое из которых носит имя ученого, впервые его сформулировавшего.

Принцип Паули. В атоме не может быть двух и более электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми. Значения хотя бы одного из квантовых чисел у них должны различаться. Именно поэтому на одной орбитали не могут находиться два электрона с одинаковыми спиновыми числами:

[pic 1]

Совокупность электронов атома с одинаковыми n, образуют оболочку. Принято следующее обозначение оболочек.

[pic 2]

Оболочки подразделяют на подоболочки с разными l. Различные состояния в подоболочке отличаются значениями квантовых чисел ml и ms.

[pic 3]

О периодической системе элементов

1. Распределение электронов по состояниям называют электронной конфигурацией. 

[pic 4]

2.  Оболочку, полностью заполненную электронами, называют замкнутой. Электроны в каждой подоболочке называют эквивалентным, если у них одинаковые n и l.

3.  Последовательность заполнения оболочек выполняется вплоть до атома К (калия). Электрон занимает соседний уровень поскольку он более энергетически выгоднее.

4.  Периодичность химических и физических свойств объясняется поведением внешних валентных электронов.

5.  Нормальный терм, или основное состояние атома определяется по правилу Хунда.

[pic 5]

 Правило Хунда. В пределах одного энергетического подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы сумма их спиновых чисел была максимальной. Это означает, что в первую очередь электроны по одному располагаются на всех свободных орбиталях подуровня, и только потом начинают занимать орбитали, на которых уже есть один электрон. В случае, например, p-подуровня, это выглядит так:

...