Оболочки и подоболочки электронов

Актиноиды. К семейству актиноидов принадлежат четырнадцать элементов, следующих в периодической системе после актиния (см. табл. 21.6). Как и в случае лантаноидов, у элементов семейства актиноидов происходит заполнение третьей снаружи электронной оболочки (подоболочки 5/) строение же внешней и, как правило, предшествующей электронных оболочек остается- [c.501]

Электронные оболочки, подоболочки и заселенность орбиталей. Прн обсуждении валентности атомов и ионов, изучении природы химической связи, исследовании магнитных и других свойств атомов, молекул или их ионов применяют способ записи по электронным оболочкам, подоболочкам с указанием заселенности орбиталей электронами. Опираясь на запись электронных конфигураций по оболочкам и подоболочкам, в данном способе учитывают максимальное [c.63]

Оболочки н подоболочки электронов [c.113]

Естественно, что фундаментальный закон химии, открытый Д. И. Менделеевым, — периодический закон—должен найти себе объяснение в закономерности строения атоМов, вскрываемой квантовой механикой. Периодичность в изменении химических свойств элементов при возрастании заряда ядра определяется периодическим повторением у определенных атомов строения внешних электронных оболочек. Легко заметить, что число электронов в последовательности от 5 до ближайшей конфигурации (первый период) или (остальные периоды) равно 2, 8, 8, 18, 32 (табл. 3), т. е. совпадает с числом элементов в периодах системы Д. И. Менделеева и объясняет, почему именно столько элементов содержится в данном периоде. Период начинается элементом, у которого впервые в системе возникает новый квантовый слой, содержащий один л-электрон (щелочной металл), и оканчивается элементом, у которого впервые в этом квантовом слое достраивается шестью электронами -подоболочка (благородные газы). Очевидно, что номер периода )авен главному квантовому числу электронов внешнего слоя. Например, атом натрия, открывающий третий период, и атом аргона, заканчивающий его, имеют конфигурации К 13л и К соответст- [c.60]

Существование в периодической системе особых семейств элементов также связано с особенностями строения электронных оболочек атомов. Так называемые переходные металлы — это элементы, у которых при практически неизменном внешнем слое заполняется электронами четвертом периоде, от V до С<а в пятом. Число их в каждом большом периоде равно десяти, по числу электронов, заполняющих /-подоболочку. Семейства лантаноидов, и актиноидов — элементы, у которых заполняется /-подоболочка прй неизменном внешнем слое. В этих семействах по 14 элементов, что опре- [c.61]

Подоболочки электронов. Каждая оболочка может быть занята любым числом электронов вплоть до максимального значения для данной оболочки. Конфигурации из 2, 8, 18 и 32 электронов в оболочке являются, однако, наиболее устойчивыми так, 7У-оболочка криптона содержит 8 электронов, ксенона — 18 и радона — 32 электрона. Устойчивость этих чисел электронов обусловлена тем, что каждая оболочка (за исключением ЛГ-оболочки) состоит из двух или более подоболочек, обладающих различной устойчивостью. -оболочка содержит 25-подоболочку из двух электронов и 2р-под- [c.178]

Электронные конфигурации элемента. Запись распределения электронов в атоме по оболочкам, подоболочкам и орбиталям получила название электронной конфигурации элемента. Обычно электронная конфигурация приводится для основного состояния атома. В случае, если один или несколько электронов находятся в возбужденном состоянии, то и электронная конфигурация будет характеризовать возбужденное состояние атома. При записи электронной конфигурации указывают цифрами главное квантовое число (и), буквами — подоболочки (5, р, с1 или f), а степень буквенных обозначений подоболочек обозначает число электронов в данной подоболочке. Например, электронная конфигурация водорода — 1 , лития — бора — 1 2р, магния— титана— [c.25]

Рассмотрим атом гелия гНе. Электронная конфигурация атома гелия 15 . Коэффициент 1 обозначает оболочку, ах — подоболочку, на которой гелий имеет два электрона (индекс 2 у 5 вверху справа). В следующем квадрате находится литий (атомный номер 3) — первый элемент с главным квантовым числом 2, у которого имеется вторая оболочка. Один электрон лития находится на з-орбите второй оболочки, два других электрона сохраняют конфигурацию электронов атома гелия, т. е. имеет электронную конфигурацию 15 25 . У бора (5В) два электрона находятся на первой оболочке и три электрона — на второй. Квадрат с символом бора находится в 2р-подоболочке у него появляется электрон на более высокой энергетической р-орбите. Бор имеет электронную конфигурацию 1з 25 2р . [c.33]

Последовательное заполнение электронами электронных подоболочек показывает, что элементы одних и тех же подгрупп ПС имеют близкие электронные конфигурации внешних электронных подоболочек. Эти конфигурации отличаются, в основном, значением главного квантового числа (номером электронной оболочки). Запишем электронную конфигурацию, обобщающую электронные конфигурации всех атомов из таблицы периодической системы с полностью заполненными (говорят — закрытыми ) электронными подоболочками [c.70]

В последней записи электронная конфигурация представлена по электронным оболочкам все подоболочки с одним и тем же значением главного квантового числа сгруппированы вместе. Вьщелены различной заливкой 5-, р-, -и /-электронные подоболочки всех энергетических уровней. Приведенная схема расположения электронных оболочек, подоболочек и орбиталей справедлива для атомов и ионов любого элемента периодической системы. [c.71]

Во внешней электронной оболочке атомы рассматриваемых элементов содержат шесть электронов — два на -орбитали и четыре на р-орбитали. Атом кислорода отличается от атомов других элементов подгруппы отсутствием на внешней электронной оболочке ( -подоболочки. [c.452]

Из табл. 2 видно, что строгая последовательность заполнения подоболочек электронами в соответствии с последовательным уменьшением энергии связи электрона, начиная с калия, нарушается. В атомах калия и кальция заполнена первая подгруппа четвертой оболочки (45), в то время как достройка последней подгруппы третьей оболочки (Зф не закончена. Нарушение последовательности заполнения оболочек вызвано тем, что энергия связи электронов 45 оказалась большей по сравнению с Зс1. В атомах элементов, расположенных после кальция (8с, Т , V и др.), имеющих во внешней оболочке по два электрона (у хрома —1), достраивается незаполненная Зй подгруппа М-оболочки. Эти нарушения последова- [c.18]

Рис. 14.80. Схема процесса Оже-эмиссии а) фотон Ьу с энергией, достаточной для ионизации К-оболочки, выбивает электрон. В результате на К-уровне образуется вакансия б) дырка в К-оболочке заполняется электроном из Ь -подоболочки, а выделившаяся энергия передается другому электрону из Ьз-подоболочки. Этот второй электрон может испускаться с энергией Ец - EL , - Е .

Каждая оболочка (за исключением первой) состоит из под-оболочек, число которых равно главному квантовому числу данной оболочки. Подоболочки состоят из основных энергетических уровней или орбит, представляющих собой объем, занимаемый электронным облаком, обладающим трехмерной конфигурацией. [c.8]

Электронные оболочки и подоболочки. Этот метод записи электронных конфигураций используют наиболее часто. Номер электронной оболочки (главное квантовое число) указывают цифрой, а тип подоболочки (орбитальное квантовое число) — буквой 8, р,(1 или /. Количество электронов указывается цифрой справа вверху у символа подоболочки. Для атома и иона азота данная запись имеет следующий вид [c.63]

Как показало изучение атомных спектров, заполнение подоболочек происходит, согласно правилам Гунда, таким образом, что сначала заполняется половина оболочки неспаренными электронами, а при заполнении [c.14]

Уменьшение прочности связи в молекулах галогенов проявляется в падении их устойчивости к нагреванию данные табл. 19.1 показывают, что при одной и той же температуре степень термической диссоциации молекул возрастает при переходе от СЬ к Вгг и Ь- Однако из этих же данных следует, что фтор выпадает из общей закономерности прочность связи между атомами в его молекуле меньше, а степень термической диссоциации молекул выше, чем у хлора. Такие аномальные свойства фтора можно объяснить отсутствием с -подоболочки во внешней электронной оболочке его атома. В молекуле хлора и других галогенов есть свободные ( -орбитали, и поэтому между атомами имеет место дополнительное донорно-акцепторное взаимодействие, упрочняющее связь. Это показано на схеме (рис. 19.3). [c.478]

Суммирование распространяется на всевозможные представления чисел заполнения Л ,-оболочек в виде суммы чисел заполнения подоболочек + N Согласно принципу Паули количество электронов, заселяющих подоболочку, не может быть больше ее размерности [c.126]

Максимальное количество электронов в оболочке можно получить суммированием числа электронов на подоболочках, учитывая арифметическую прогрессию (суммирование идет по / = от О до п - 1) [c.62]

У большинства атомов элементов побочных подгрупп на внешней оболочке находится 2 электрона, у атомов Сг, Си, Nb, Мо, Ru, Rh, Ag, Pt, Au — no 1-му электрону, а атом Pd — не имеет электронов на внешней s-подоболочке. [c.77]

В последней записи электронные подоболочки с меньшим значением главного квантового числа выписаны раньше, что отвечает порядку расположения электронных оболочек атома. Аналогичным образом можно написать электронную конфигурацию Хе, находящегося в конце 5-го периода [c.78]

Из изложенного выше следует, что в ряду атомов с последовательно возрастающим порядковым номером (или зарядом ядра) также последовательно увеличивается число электронов в них. Это, в свою очередь, приводит к периодическому повторению подобных конфигураций их электронных оболочек и подоболочек. Большинство же физико-химических и химических свойств элементов сильно зависят именно от строения внешних электронных подоболочек. Поэтому главной причиной периодичности свойств элементов является периодическое появление однотипных электронных конфигураций внешних электронных подоболочек с ростом заряда ядра атома элемента. В связи с этим современная формулировка периодического закона гласит [c.79]

Релятивистское сжатие орбитали наиболее сильно проявляется для электронов самых глубоко лежащих уровней и, в первую очередь, для 1-й оболочки (1в). Однако для химии элементов важно то, что вслед за 15-оболочкой, испытывающей наибольшее релятивистское сжатие, все другие пв-подоболочки тоже сжимаются. Это обусловлено требованием ортогональности пв-функций к 1 -А0. Ортогональность атомных орбиталей — важное свойство орбиталей. Оно заключается в том, что каждая АО представляет собой как бы единичный вектор в многомерном пространстве, в котором описывается движение электронов в атоме. А эти базисные векторы, как хорошо известно для декартовой системы координат обычного трехмерного пространства, должны быть ортогональны и нормированы. Ортогональность двух АО достигается тогда, когда сумма всех их произведений, взятых во всех точках трехмерного пространства, равна нулю. Функция 1 имеет один максимум на радиальной зависимости и всегда положительна. Остальные пв-АО в отдельных участках пространства принимают значения больше нуля, в других — меньше нуля. Число таких разных областей совпадает с числом максимумов вероятности, точнее говоря, определяет число последних, и равно п — I. Например, для 6з-АО золота будут 6-0 = 6 таких участков, попеременно меняющих знак функции по мере удаления от ядра атома. Поэтому для выполнения условия ортогональности радиальные зависимости 1й- и бз-функций должны строго соответствовать друг другу так, чтобы сумма всех положительных произведений этих функций в точности равнялась сумме всех отрицательных произведений. Когда Ь-АО сжимается, то ее максимум на радиальной зависимости сдвигается ближе к ядру, меняются и произведения 1в- и 6з-АО во всех участках пространства. Чтобы баланс отрицательных и положительных вкладов в сумму произведений (ортогональность) не нарушился, бв-функция также должна сжаться. [c.85]

Другие элементы. Для элементов третьего и последующих периодов возможные ковалентности могут быть выше, чем для элементов второго периода. Это связано с тем, что при главных квантовых числах, отличающихся от 1 и 2, т. е. для внешних электронных оболочек атомов 3-го и последующих периодов, существуют внешние -подоболочки. Например, для атома серы, являющегося [c.124]

В атомах существует строгая последовательность расположения электронных подоболочек по энергиям. В пределах одной электронной оболочки ниже всех располагается 8-подуровень, затем идет р-подуровень и т. д. В двухатомных молекулах также существует своя очередность расположения энергетических уровней МО определенной симметрии. Из рис. 4.22 видно, что ниже всех располагается энергетический уровень связывающей МО, образованной из АО з-типа, несколько выше располагается уровень разрыхляющей МО, затем располагаются уровни МО, образованных из АО р-типа. [c.128]

К подгруппе меди относятся три элемента — медь, серебро и золото. Подобно атомам щелочных металлов, атомы всех этих элементов имеют на внешней электронной оболочке по одному электрону но предпоследняя их электронная оболочка содержит, в отличие от атомов щелочных металлов, восемнадцать электронов. Все элементы подгруппы меди — предпоследние члены декад -элементов. Однако их атомы содержат на (п - 1) -подоболочке не 9, а 10 электронов. Это объясняется тем, что структура (п — более устойчива, чем структура (п — 1)( пз . [c.533]

Главное квантовое число характеризует общий энергетический уровень (оболочку) целой группы состояний электрона и определяет порядковый номер уровня, считая от ядра. Для ближайшего к ядру уровня (/С-оболочки) п = 1, для второго уровня (L-оболочки) л = 2 и т. д. Исходя из этого, максимальное число электронов на уровнях К, L, М, N соответственно равно 2, 8, 18, 32. Каждая оболочка, представляющая собой группу состояний электрона и отвечающая определенному/г, делится на подоболочки (подгруппы), которые обозначаются буквами s, р, d, f. Энергия каждой подоболочки характеризуется побочным квантовым числом I. Согласно квантовой механике оно может иметь значения любых целых чисел от О до (га = 1). Так, например, в М-оболочке (га = 3) имеются три подгруппы S, р, d, которые характеризуются соответственно побочными квантовыми числами = 0, = 1, 1 = 2. Общее число подоболочек в каждой оболочке равно главному квантовому числу. Третье квантовое число т называется магнитным и имеет значение ряда целых чисел от — / до + включая I = 0. Общее число возможных значений т равно 2/ + 1. Например, при побочном квантовом числе I = 2 магнитное квантовое число может иметь следующие пять значений —2, —1,0, + 1, +2. [c.16]

Основываясь на химических свойствах веществ и на ранней атомной теории прежде различали два типа химических связей — ионную и ковалентную, а стабильность или инертность веществ ставили в зависимость от заполнения оболочек электронной конфигурации инертных газов (ns ns np , п — 1) d ns np и т. д.). Позднейшими исследованиями было найдено, что мера стабильности связана также с полузаполненными или заполненными подоболочками электронов (например, rtd , nd ). [c.20]

В заключение напишем полную электронную конфигурацию в основном состоянии атома мейтнерия с указанием электронных оболочек, подоболочек и заселенности орбиталей электронами. Мейтнерий является -элементом [c.71]

Второй период. Он открывается следующим элементом — литием (2 = 3). -оболочка заселена двумя электронами, третий электрон помещается на следующем энергетическом уровне — на х-подоболоч-ке -оболочки. Следовательно, электронная конфигурация лития — 15 28 . Эта 25-подоболочка заселяется двумя электронами в случае бериллия (2 = 4) электронная конфигурация бериллия — 1з 25 . Добавочный электрон атома бора 2 = 5) принадлежит энергетическому уровню 2р его электронная конфигурация — 15 2х 2р . Следующие элементы соответствуют заполнению 2р-подоболочки, которая может содержать шесть электронов, распределенных по трем [c.31]

При рассмотрении эффекта экранирования до сих пор принималось во внимание в основном ослабление силы взаимодействия описываемых электронов с ядром за счет предвнешних электронов и электронов той же оболочки, подоболочки, орбитали. Такой эффект моншо назвать эффектом прямого экранирования. Подобная схема приложима для атомов, имеющих пека11Посимметричные валентные электроны, и некоторых атомов с кайносимметричными электронами, у которых кайносимметричные орбита.ли оказываются внешними (В S —Сг и т. п.). [c.37]

Развертка элементов с заполняющимися -оболочками приводит к широко известной длинной форме таблицы Менделеева (табл. 8), в которой между подгруппами бериллия и бора, т. е. вновь между второй и третьей группами, появляются три ряда переходных металлов с заполняющимися 3d-, 4d- и 5й-подоболочками. В этих рядах слева направо реализуется переход от щелочноземельных металлов и металлов подгруппы скандия с ярко выраженными металлическими свойствами к полуме-таллическим элементам — цинку, кадмию, ртути и далее — к галлию, индию и таллию с признаками ковалентных кристаллов. Так как заполнению d-оболочки десятью электронами соответствуют десять элементов, то в одной из восьми групп возникают триады (железо—кобальт—никель, рутений—родий—палладий, осмий—иридий—платина). Переходные металлы образуют побочные, или й-подгруппы, причем 1ПЬ следует за подгруппой Ия, а 16 и 116 предшествуют подгруппе Illa. Распределение переходных металлов по группам определяется общим числом d- и s-электронов на внешних незаполненных оболочках их атомов, причем только для подгрупп кобальта и никеля оно не равно соответственно девяти и десяти и отличается от номера группы (VIII). [c.35]

Для первых 20 атомов сохраняется строгая последовательность заполнения подоболочек электронами в соответствии с последовательным уменьшением энергии связи электрона, так как электроны стремятся связаться в атоме возможно более прочно. Однако в атомах калия и кальция оказывается заполненной первая подгруппа четвертой оболочки (4х), в то время как не была еще закончена достройка последней подгруппы третьей оболочки (3(1). Нарушение последовательности заполнения оболочек вызвано тем, что энергия связи электронов 4 оказалась большей по сравнению с Зй . В атомах элементов, расположенных после кальция (Зс, Т1, V, Сг, Мп, Ре, Со, N1 и Си), имеющих во внешней оболочке по два электрона (у хрома даже один), достраивается незаполненная Зё подгруппа М-обо-лочки (табл. 3). [c.15]

Ионы элементов малых периодов н концов длинных периодов периодической системы имеют тенденцию сохранять неизменную валентность и принимать структуру заполненных оболочек, и элементы образуют бесцветные диамагнитные соединения, которые являются типичными изоляторами (MgO, AljOg, SiOj). Переходные элементы имеют переменную валентность, образуют стабильные ионы с незаполненными d-оболочками и могут давать окрашенные магнитные, полупроводниковые соединения, катионы которых имеют электроны с непарными спинами. Можно сказать, что ионы с полузаполненными и заполненными подоболочками (d , Мп + Zn + ) по своим свойствам находятся между двумя этими крайностями. [c.20]

Напомним, что конфигурация была определена как множество линейных комбинаций детерминантов Слейтера, структура которых задана распределением электронов по оболочкам, а каждая оболочка представлена набором функций )- Поэтому совокупность таких детерминантов образует базис конфигурации. Как уже отмечалось, в качестве строительного материала для определителей не обязательно использовать функции Так, представляет интерес базисная система одноэлектронных функций (3.12). Поскольку в этом представлении оболочка распадается на две подоболочки, отвечающие двум возможным значениям / /= / + /г и— /2, все определители, построенные из одноэлектронных функций ф / >г .(г, а) и образующие конфигурацию, можно разбить на непересекающиеся классы, относя к одному классу определители, имеющие одинаковые числа заполнения подоболочек. Совокупность линейных комбинаций определителей, принадлежащих одному классу, образует некоторое подпространство конфигурации, которое называется подконфигурацией. При этом вся конфигурация разлагается в прямую сумму подконфигураций [c.125]

Наименьшим электрическим сопротивлением обладают метаалы, атомы которых имеют в качестве валентных только внешние 5-электроны. (Атомы серебра, меди и золота вследствие проскока з-электронов имеют электронные конфигурации валентных оболочек атомов щелочных элементов пз ). В этих случаях в компактных металлах реализуется, как правило, металлическая связь. Появление неспаренных р- и -электронов приводит к увеличению доли направленных ковалентных связей, электропроводность у.меньшается. Атом железа на предвнешней электронной оболочке имеет неспаренные Зс/-электроны, которые также образуют ковалентные связи. Кроме этого, в кристалле металла, когда энергетические уровни атомов объединяются в энергетические зоны, Зс(-и 45-зоны пересекаются. Поэтому при определенном возбуждении -электроны могут перейти на молек лярные орбитали -зоны н, таким образом, количество носителей заряда может уменьшиться. Поэтому металлы -элементов с частично заполненной электронной -подоболочкой у атомов имеют несколько более высокое электрическое сопротивление, чем металлы непереходных элементов. [c.323]

Атомы благородных газов, замыкающие большие периоды эле.ментов периодической системы и отличающиеся особой устойчивостью их электронных обо (0чек, имеют электронные конфигурации части предвнешней к внешней электронных оболочек вида . .. (п — На показанных подоболочках находятся 18 электронов. Многие [c.364]

Другая особенность алюминия (как и галлия, индия и таллия) по сравнению с бором заключгьется в существовании свободных ( -подоболочек во внешней электронной оболочке его атома. Благодаря этому координационное число алюминия в его соединениях может равняться не только четырем, как у бора, но и шести. [c.400]

Электронная оболочка любого атома представляет собой сложную систему. Она делится на подоболочки с разной энергией энергетические уровни) уровни, в свою очередь, подразделяются на подуровни, а подуровни геометрически изображаются атомными орбиталями, которые могут различаться формой и размерами. В зависимости от формы атомные орбитали обозначаются буквами 5,р,с1у1 др. Формы х-орбитали и трех / -орбиталей представлены на рис. 2, с/-орбитали имеют более сложную форму и здесь не показаны. [c.36]

Так как у Се (см. табл. 1.5) и Рг на 4/-подуровне еще очень мало электронов, эта оболочка не сформировалась и не является прочной. Поэтому атомы этих элементов в окислительных реакциях сравнительно легко теряют больше чем три электрона. То же относится к ТЬ, который кроме заполненной наполовину и поэтому устойчивой 4/7-подоболочки, содержащей семь электронов, нмеет еш,е только два электрона на бз -подуровне и два на втором 4/-нодуровне. [c.68]

Халькофильиые элементы характеризуются недостроенными 18-электронными оболочками ионов, благодаря чему их сульфиды очень устойчивы (-Ре, Со, N4 и др.). Сюда же относятся элементы, имеющие завершенные легко деформирующиеся электронные оболочки и вследствие этого также легко образующие сульфиды (Си, Нд, РЬ, С(1, А , 5Ь и др.). Из неметаллов кроме серы в халькосфере присутствуют 5е, Те и в какой-то мере кислород, так же, как и сера, селен и теллур, охотно соединяющиеся с атомами металлов, имеющих 18-электронные недостроенные или завершенные подоболочки. [c.236]

Вывод если тг = 1, — 0ито = 0, то число (21 + 1) соответствующих орбиталей равно 1 . Квантовое число может принимать два значения /2, указывающие, что /4Г-оболочка (п = 1) содержит только одну подоболочку, состоящую максимум из двух электронов. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология