Распределение электронов в атоме

От распределения электронов в атоме зависят химические свойства элементов. По электронным формулам можно определить свойства элемента. Распределяются электроны в атоме согласно четырем принципам:

∙ принцип наименьшей энергии;

∙ правило Клечковского;

∙ принцип Паули;

∙ правило Гунда.

Принцип наименьшей энергии. Любая система, в том числе и микрочастицы, в том числе и электроны, стремятся занять положение, более энергетически выгодное, т.е. с наименьшей энергией. Сначала заполняется 1-й энергетический уровень, затем 2-й энергетический уровень и т.д.

Правило Клечковского. Увеличение энергии и соответственно заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел n + l, а при равной сумме n + l в порядке возрастания числа n. Соответственно этому правилу подоболочки выстраиваются в следующий ряд:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s » 3d < 4p < 5s » 4d < 5p < 6s » 5d …

Принцип Паули гласит, что в атоме не может быть двух одинаковых электронов, со всеми одинаковыми четырьмя квантовыми числами, хотя бы одним квантовым числом они должны отличаться.

Правило Гунда. Электроны на эквивалентных орбиталях располагаются так, чтобы суммарный спин их был максимальный. Орбиталь обозначаем , а спин электрона: ­ (+1/2), ¯(-1/2).

n = 1, l = 0 S, m_l = 0, m_s = +1/2, -1/2. } 2ē

n = 2, l = 0 S, m_l = 0, m_s = +1/2, -1/2. 2ē

8ē

l = 1 P, m_l = -1, 0, +1, m_s = +1/2, -1/2. 6ē

n = 3, l = 0 S, m_l = 0, m_s = +1/2, -1/2. 2ē

l = 1 P, m_l = -1, 0, +1, m_s = +1/2, -1/2. 6ē

18ē

l = 2 d, m_l = -2, -1, 0, 1, 2, m_s = +1/2, -1/2. 10ē

n = 4, l = 0 S, m_l = 0, m_s = +1/2, -1/2. 2ē

l = 1 P, m_l = -1, 0, +1, m_s = +1/2, -1/2. 6ē

32ē

l = 2 d, m_l = -2, -1, 0, 1, 2, m_s = +1/2, -1/2. 10ē

l = 3 f, m_l = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, m_s = +1/2, -1/2. 14ē

Количество электронов на данном уровне можно определить по формуле 2 n², но эта формула справедлива только до 4-го энергетического уровня, на остальных уровнях больше 32 ē быть не может.