Строение атома, Квантовые числа. Атомные орбитали - Систематика химических элементов
Квантовые числа. Атомные орбитали
Состояние электрона в атоме любого химического элемента характеризуется четырьмя квантовыми числами: главным, орбитальным, магнитным и спиновым.
Главное квантовое число
Главное квантовое число П определяет энергию и размеры электронного облака. Энергия электрона, прежде всего, зависит от расстояния до ядра. Чем ближе электрон расположен к ядру, тем меньше его энергия, поэтому главное квантовое число характеризует расположение электрона на том или ином энергетическом уровне (квантовом слое).
Главное квантовое число n = 1 , причем при п=1 электрон находится на первом энергетическом уровне, расположенном на минимально возможном расстоянии от ядра. Полная энергия такого электрона наименьшая.
С другой стороны, электрон, находящийся на наиболее удаленном от ядра энергетическом уровне, обладает максимальной энергией, поэтому при переходе электрона с более удаленного уровня на менее удаленный выделяются кванты энергии.
Орбитальное квантовое число
Орбитальное квантовое число L определяет форму электронного облака. Различным формам электронного облака соответствуют различные значения энергии, т. е. в пределах одного энергетического уровня происходит его расщепление на энергетические подуровни. Орбитальное квантовое число L=0 (n-1). Энергетические подуровни обозначаются: S(l=0), р(1=1), d(l=2), f(l=3).
При П=1; 1=0. Такому значению L соответствует форма электронного облака в виде сферы. Электроны, L которых равно 0, называются S-электронами. На первом энергетическом уровне могут находиться только S-электроны, которые образуют один энергетический подуровень 1s.
При П = 2; I = 0, 1. Значению L = 1 соответствует электронное облако в виде "объемной восьмерки". Электроны, L которых равно 1, называются Р-электронами. На втором энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-электроны, которые образуют два энергетических подуровня 2s и 2р.
При п = 3; l = 0. 1, 2. Значению 1=2 соответствует форма электронного облака в виде "четырехлепесткового соцветия". Электроны, L которых равно 2, называются d - Электронами. На третьем энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-, и (d-электроны, которые могут образовывать три энергетических подуровня Зs, Зр, 3d.
При N = 4; l = 0, 1, 2, 3. Значению L = 3 соответствует сложная, трудно изображаемая форма электронного облака. Электроны, L которых равно 3, называются F-электронами. На четвертом энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-, и с/-, и /-электроны, которые могут образовывать четыре энергетических подуровня 4s, 4p, 4d, 4f.
Количество подуровней в уровне равно номеру уровня, но не превышает 4.
Магнитное квантовое число
Магнитное квантовое число ML Характеризует пространственную ориентацию электронного облака. Магнитное квантовое число mL = - l l.
При L = 0; ML = 0, т. е. у s-электронного облака отсутствует ориентация.
При L = l, ML = -1, 0, 1. Три значения ML соответствуют трем ориентациям р-электронных облаков в пространстве по направлениям координатных осей X, Y, Z:: рX, рУ, рZ.
При L = 2; ML = -2, -1, 0, 1, 2. Этим пяти значениям mL соответствует пять пространственных положений d-электронных облаков, причем три d-орбитали имеют диагональное расположение между осями X, Y, Z (dXy, dXz dYZ;); две остальные d-орбитали направлены вдоль осей координат (dX2y2, dZ2).
При L = 3; ML = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. Этим семи значениям ML соответствуют семь пространственных положений F - электронных облаков.
Атомные орбитали
Совокупность положений электрона в атоме, характеризуемых тремя квантовыми числами П, l, mL, называется Атомной орбиталыо.
На s-подуровне содержится только одна атомная орбиталь, на р-подуровне - 3, на d-подуровне - 5, а на f - подуровне - 7.
Спиновое квантовое число
Наличие у электронов собственного механического момента, связанного с его вращением вокруг собственной оси, получило название Спина (spin, англ. - веретено).
Величину и ориентацию этого спина характеризует Спиновое квантовое число MS = - 1/2, 1/2.
Поскольку спин - величина векторная, то электроны, имеющие одинаковое направление, называют Параллельными, противоположное - Антипараллельными.
Таким образом, состояние электрона в атоме однозначно характеризуется четырьмя квантовыми числами.
Похожие статьи
-
Атом сост. из массивн. "+" заряж. ядра и нах-ся в его поле "-"электронов. В ядрах нах-ся практич. вся масса атома. В состав ядра входят элемент. частицы:...
-
Сам атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженного электронного облака. В целом атом электронейтрален. Размер атома полностью...
-
Квантовые числа электрона Квантовое число n - главное. Оно определяет энергию электрона в атоме водорода и одноэлектронных системах (He+, Li2+ и т. д.)....
-
Строение атома, Орбитали, Квантови числа - Основные опыты Резерфорда
Сусне теория строения атомов базируется на модели Бора и опытах Резерфорда, но только современные методы исследований позволяют объяснить строение атома...
-
Теория Периодической Системы была преимущественно создана Н. Бором (1913-21) на базе предложенной им квантовой модели атома. Учитывая специфику изменения...
-
Атом (от греч. atomos -- неделимый) - это частица вещества микроскопических размеров и очень малой массы (микрочастица), наименьшая часть химического...
-
Химическая связь - Квантовые концепции в химии
Химия изучает процессы превращения молекул при воздействиях и при воздействии на них внешних факторов (теплоты, света, электрического тока, магнитного...
-
Введение Нильс Бор принадлежит к числу самых известных исследователей современности. Среди значительных ученых, работавших в области точного...
-
Органические кислоты в различных условиях могут разлагаться с образованием предельного углеводорода по общей схеме O R-C RH + CO2 Кислота OH Углеводород...
-
1. В результате линейной комбинации две атомные орбитали (АО) формируют две молекулярные орбитали (МО) - связывающую, энергия которой ниже, чем энергия...
-
Квантовая механика - это теория, которая устанавливает способ описания и законы движения микрочастиц и их систем, а также связь величин, характеризующих...
-
Во внешнем слое атомов кремния содержится 4 электрона - столько, сколько не хватает до завершения этого слоя. Углерод и кремний относятся к неметаллам....
-
СТРОЕНИЕ АТОМА - Неограническая химия
Задание 1.1. Для приведенных в варианте (табл. I.1) 4-х химических элементов определить: 1.1.1. Группу и период, в которых находится данный элемент в...
-
Св-ва хим. эл-тов, а так же формы и св-ва соединений эл-тов нах-ся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов. Возрастание + зарядов атомных...
-
Сложение, вычитание, умножение комплексных чисел в алгебраической форме производят по правилам соответствующих действий над многочленами. Четность и...
-
Нормальное и возбужденное состояние атомов. Электронные формулы ионов - Основы химии
Нормальное - когда все электроны находятся на своих обычных орбиталях (а они их стараются занять наиболее энергетически выгодное положение, находится...
-
Спиртами называются производные углеводородов, представляющие собой продукты замещения атома (атомов) водорода в углеводородной молекуле гидроксильной...
-
Роберт Бойль, Михаил Васильевич Ломоносов - Становление понятий о химическом элементе
Бойль жил в эпоху великих общественных и духовных преобразований. Однако несмотря на сильные религиозные тенденции, Бойль научными работами расчистил...
-
Физические свойства Магния. - Химический элемент Магний
Физические свойства магния. Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. Почти...
-
Характеристика элемента - Химический элемент Магний
Название "магнезия" встречается уже в III веке н. э., хотя не вполне ясно, какое вещество оно обозначает. Долгое время магнезит - карбонат магния -...
-
Роберт Боиль - Становление понятия о химическом элементе
Боиль жил в эпоху великих общественных и духовных преобразований. Однако несмотря на сильные религиозные тенденции, Бойль научными работами расчистил...
-
Химическая связь и валентность, Валентность - Квантовые концепции в химии
Валентность Валентность - это способность атома присоединять или замещать определенное число других атомов или атомных групп с образованием химической...
-
Основные понятия химической термодинамики - Химическая термодинамика. Термохимия. Решение задач
Прежде чем приступить к изучению предмета химической термодинамики, необходимо ввести ряд терминов и понятий, используемых в этом разделе. Изучаемые...
-
Гибридные системы на основе квантовых точек (КТ) и органических лигандов могут быть использованы в качестве хемо-, био - и фотосенсоров, а также...
-
Элементы матричного анализа - Методы решения системы линейных уравнений
Вектором, как на плоскости, так и в пространстве, называется направленный Отрезок , то есть такой Отрезок , один из концов которого выделен и называется...
-
Химическая связь - это взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке в результате действия между атомами электрических сил притяжения....
-
Химические свойства - Биогенные элементы. Сера
Сера вступает в реакцию со всеми металлами, в результате чего образуются сульфиды. В большинстве случаев для химической реакции необходим катализатор, в...
-
Введение, Общая характеристика химического элемента, Физические свойства - Биогенные элементы. Сера
Семра -- элемент шестой группы третьего периода главной подгруппы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16....
-
Получение., Применение. - Свойства фтора как химического элемента
Источником для производства фтора служит фтористый водород, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H2SO4 на флюорит CaF2, либо при...
-
Магнийорганические соединения. - Химический элемент Магний
Соединения магния с органическими кислотами. Ацетат магния Mg(CH3COO)2 - хорошо растворимое в воде соединение. Оксалат магния MgC2O4 - труднорастворимое...
-
Химические свойства Магния. - Химический элемент Магний
Химические свойства магния довольно своеобразны. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, не боится едких щелочей, соды, керосина,...
-
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТАЛЛИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ - Химические элементы главной подгруппы III группы
Мягкий металл синевато-белого цвета Конфигурация внешней электронной оболочки атома Tl 6s26р1; в соединениях имеет степень окисления +1 [Tl (I)] и +3 [Tl...
-
Подгруппа бора -- главная подгруппа III группы. По новой классификации ИЮПАК: 13 группа элементов Периодической системы химических элементов Д. И....
-
1. Спирты реагируют со щелочными металлами (Na, K и т. д.) с образованием алкоголятов: 2R--OH + 2Na 2R--ONa + H2 Реакция протекает не так бурно, как при...
-
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ - Химические свойства и строение воды
Жесткость воды - свойство воды (не мылиться, давать накипь в паровых котлах), связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и магния, это...
-
МЕТОДЫ ОСАЖДЕНИЯ, ИОННОГО ОБМЕНА, МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ - Химические свойства и строение воды
Современные технологии позволяют изготавливать объемные или плоские фильтрующие материалы с однородными каналами практически любого размера. Мембранный...
-
УМЯГЧЕНИЕ И ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ - Химические свойства и строение воды
Под умягчением воды подразумевается процесс удаления из нее катионов жесткости, т. е. кальция и магния. В соответствии с ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая"...
-
Периодический закон химических элементов: свойства химических элементов, а также простых и сложных веществ, ими образуемых, находятся в периодической...
-
Физико-химические свойства хрома - Хром. Элемент периодической системы химических элементов
Хром является серебристо-белым, твердым, блестящим, но в то же время довольно хрупким металлом. Ранее считалось, что хром практически не обладает...
-
Газов в гомологическом ряду нет. Это жидкости. Начиная с С12Н25ОН до С20Н41ОН - маслообразные и с С21Н43ОН -- твердые вещества. Ткип СН3ОН=65 °С, Ткип...
Строение атома, Квантовые числа. Атомные орбитали - Систематика химических элементов