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 более подробно.

Орбитали

Рассмотрим пространственное расположение электронов в атоме. В соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга, положение и скорость электрона не поддаются одновременном определению с определенной точностью. Однако, несмотря на невозможность точного определения положения электрона, можно указать вероятность нахождения электрона в определенном положении в любой момент времени. Часть пространства, в которой очень высока вероятность нахождения электрона, называется орбиталью.

Квантови числа

Внимательное рассмотрение атомных спектров показывает, что линии, обусловленные переходом между квантовыми энергетическими уровнями, на самом деле расщеплены на более тонкие, то есть на подоболочки, каждая со своим энергетическим уровнем. Эти электронные подоболочки получили название по виду соответствующих линий в атомном спектре:

S-подоболочки названа по "резкой" (sharp) s-линией

Р-подоболочки - по "главной" (principal) р-линией

D-подоболочки - за "диффузной" (diffuse) d-линией

F-подоболочки - за "фундаментальной" (fundamental) f-линией

S-подоболочки состоит из одной s-орбитали.

Р-подоболочки состоит из трех р-орбиталей

D-подоболочки состоит из пяти d-орбиталей

F-подоболочки состоит из семи f-орбиталей

Наличие у электрона особого свойства - спина, также обуславливает расщепление спектра. Таким образом, энергетический уровень электрона в атоме определяется четырьмя характеристиками: оболочкой подоболочки, орбиталью и спином. Каждой из этих характеристик соответствует определенное квантовое число.

Каждый электрон имеет свой индивидуальный набор квантовых чисел, которым он отличается от других электронов данного атома.

Электронная конфигурация элемента - это запись распределения электронов в его атомах по оболочках, подоболочки и орбиталях. Для определения конкретной электронной конфигурации элемента в стационарном состоянии есть три правила:

Принцип заполнения. Электроны в стационарном состоянии атома заполняют орбитали в соответствии повышения орбитальных энергетических уровней. Низшие по энергии орбитали всегда заполняются первыми.

Например:

Водород 1H 1s1

Принцип запрета Паули. На любой орбитали може находиться не более двух электронов и только в том случае, если в них ризнонапрямлени спины.

Например:

1s 2s

Литий 3Li 1s2 2s1

Правило Гунда. Заполнение орбиталей одной подоболочки начинается по одному электрону с параллельными спинами, и только после того, как неспаренных электрона займут все орбитали, может проходить заполнения орбиталей парами электронов с противоположными спинами.

Например:

1s 2s 2p

Азот 7N 1s22s22p3

Похожие статьи




Строение атома, Орбитали, Квантови числа - Основные опыты Резерфорда

Предыдущая | Следующая