Проникновение электронных орбит число

Поле, создаваемое атомным остовом, хотя и не кулоновское, имеет центральную симметрию, как и поле ядра в водородоподобном атоме, благодаря чему и здесь квантовые числа пи/ сохраняют свое значение. Однако в отличие от водородоподобного атома энергия электрона зависит не только от п, но и от /, вырождение относительно I снимается электрон движется в поле не одного ядра, но остова, и энергия электрона зависит от того, как он поляризует остов (нарушает его центральную симметрию) и как он проникает внутрь остова. Поляризация же и проникновение зависят от типа орбитали, т. е. от квантового числа /. Электроны в атоме можно разделить на квантовые слои. Квантовый слой, или уровень, — совокупность электронов с данным главным квантовым числом п. Внутри уровня электроны разделяются по энергии на подуровни 5, / и т. д. в соответствии с квантовым числом / (рис. 10). Наиболее проникающими [c.35]

Этот результат, являющийся весьма общим, очень существен для химии. В атомах, содержащих более одного электрона, прочность связи электрона на орбитах пз, пр, пЛ, п/... уменьшается при увеличении квантового числа углового момента орбиты. Это называется эффектом проникновения . [c.226]

Сводка энергий различных внешних орбит элементов периодической системы приведена на рис. 80. Этот график составлен по данным, найденным из наблюдаемых уровней энергии атомов, как изложено выше. За нуль эпергии принято наинизшее состояние однократно ионизованного атома. На рис. 80 отчетливо иллюстрируется эффект проникновения, описанный на стр. 226. Среди орбит с данным главным квантовым числом порядок орбит по убывающей стабильности всегда 5, / , с1, /, и отличия в стабильности обычно возрастают с ростом атомного номера. Разница в стабильности х-иа -орбит настолько велика, что после азота орбита 4з становится более стабильной, чем 3с1 Это, конечно, и является причиной позднего появления переходных элементов в периодической системе. Действительно, между магнием и кальцием Зй(-орбита даже менее стабильна, чем 4р, так что скорее удивительно, что переходные элементы появляются еще сравнительно рано. Однако когда начинает заполняться оболочка 4з, происходит внезапное увеличение стабильности З -орбит. Это происходит вследствие сильного перекрывания 4ь - и З -орбит, так что 4з-электроны не экранируют в достаточной мере З -орбиты. Благодаря этому Зс(-орбиты смещаются к ядру, и при добавлении дополнительных электронов последние идут на -орбиты. Поскольку З -электроны плохо экранируют друг друга, имеется почти автокаталитическое влияние на стабильность после меди Зй-электроны снова оказываются более стабильными, чем 4з-электроны. [c.247]

Из-за небольшого проникновения -орбит в области, расположенные вблизи ядра, вклад -э,лектронов в д оказывается небольшим по сравнению с вкладом р-электронов того же квантового слоя (вклад пс/-электрона составляет от 10 до 15% от вклада пр-электрона). Поэтому значение д у ядра определяется в основном числом электронов на р-орбитах атома, к которому относится данное ядро. [c.375]

В характере изменения свойств и р-элементов в подгруппах от>-четливо наблюдается вторичная периодичность (см. рис. 16, 132). Для ее объяснения привлекается представление о проникн о а епии электронов к ядру. Как было показано на рис. 9, электрон любой орбитали определенное время находится в области, близкой к ядру. Иными словами, внешние электроны проникают к ядру через слои внутренних электронов (рйс. 141). Так, внешний 3 Электрон атома натрия обладает весьма значительной вероятностью находиться вблизи ядра. Концентрация электронной плотности (степень проникновения электронов) при одном и тОм же главном квантовом числе наибольшая для 5-злектрона, меньше — длй р-электрона, еще меньше для -электрона и т.д. Например, при п = 3 степень проникновения убывает в последовательности 3 > Зр > 3(1. [c.291]

Хартри-фоковские расчеты атомов и анализ атомных спектров показывают, что орбитальные энергии е, зависят не только от главного квантового числа п и заряда ядра Z, но и от орбитального квантового числа I. Если бы экранирование ядра внутренними электронами было полным, то энергетические уровни внешних электро-(юв были бы идентичны уровням атома водорода. Отклонение от уровней атома водорода является непосредственной мерой влияния неполного экранирования (так иазьшаемый эффект проникновения). Все уровни атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбиталей, т. е. 5-уровень сдви-[ ается сильнее э-уровня, /7-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Рас-[цепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отгалкивания. В пределе при Z—юо орбитали внутренних электронов с данными п снова становятся вырожденными по /, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. [c.71]

Таким образом, в ряду Ge—Sn—РЬ величина координационного числа в простых веществах возрастает от 4 до 12, а устойчивая степень окисления в соединениях уменьшается с +4 до +2. Эти особенности обусловлены, с одной стороны, сближением внешних энергетических уровней электронов с ростом главного квантового числа, что приводит к доступности вакантной 6 -орбитали свинца для валентных электронов. При этом число возможных электронных состояний превышает число валентных электронов, т. е. наблюдается дефицит валентных электронов, приводящий к возникновению металлической связи в простом веществе. С точки зрения зонной теории это соответствует перекрыванию валентной 6р- и вакантной 6с(-зон в кристалле свинца. С другой стороны, для свинца, как и для всех остальных / -элементов 6-го периода, характерно наличие инертной б5-пары, что обусловлено эф( №ктом проникновения б5-электронов под двойной слой из и 4/1 -электронов и способствует стабилизации низшей степени окисления. [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология