Многоэлектронные атомы. Правило Клечковского. Принцип Паули. Следствие из принципа Паули. Правило Хунда - Систематика химических элементов

Если атом находится в основном (т. е. в невозбужденном) состоянии, то его электроны занимают самые низкие по энергиям орбитали. Однако в многоэлектронном атоме энергия орбитали зависит не только от притяжения электронов к ядру, но и от отталкивания каждого из них от остальных. В многоэлектронном атоме внутренние электронные слои экранируют (заслоняют) внешние электронные слои от действия заряда ядра, поэтому энергия притяжения электронов внешних уровней меньше, чем энергия притяжения электронов внутренних уровней.

Взаимное влияние электронов друг на друга приводит к изменению последовательности заполнения орбиталей в многоэлектронном атоме по сравнению с последовательностью заполнения орбиталей в атоме водорода.

Правило Клечковского

Заполнение энергетических подуровней происходит в порядке возрастания суммы двух квантовых чисел (п + I), а при равенстве этих сумм - в порядке возрастания п:

1s<2s<2p<3s<3p<4s?3d<4p<5s?4d<5p<6s?4f?5d<6p<7s?5f?6d<7p

Исключения из правила Клечковского наблюдаются для атомов элементов с полностью или наполовину заполненными d- и f - подуровнями.

Принцип Паули (принцип запрета)

В атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором квантовых чисел.

Согласно принципу Паули на одной орбитали, характеризуемой тремя квантовыми числами П, l, ML могут находиться только два электрона, отличающиеся значением спинового квантового числа.

На первом, состоящем из одной s-орбитали энергетическом уровне, могут находиться только два электрона, на втором уровне, включающем одну s - и три р-орбитали, могут находиться 2+6=8 электронов.

На третьем уровне, состоящем из одной S-, трех Р- и пяти D-Орбиталей, могут находиться 2 + 6 + 10 = 18 электронов.

На четвертом уровне максимальное число электронов равно 32.

Следствие из принципа Паули: максимально возможное число электронов на каждом энергетическом уровне равно

NMax = 2n2.

Энергетические уровни и подуровни, которые содержат максимальное число электронов, называются завершенными или Замкнутыми.

Правило Хунда

Данный энергетический подуровень электроны стремятся заполнять таким образом, чтобы суммарный спин их был максимальным.

Похожие статьи




Многоэлектронные атомы. Правило Клечковского. Принцип Паули. Следствие из принципа Паули. Правило Хунда - Систематика химических элементов

Предыдущая | Следующая