Принцип Паули и заполнение электронных оболочек

Заполнение электронных оболочек сложных атомов подчиняется определенным закономерностям и прежде всего трем основным положениям принципу Паули, принципу наименьшей энергии и правилу Гунда. [c.57]

Принцип Паули и заполнение электронных оболочек [c.48]

Отталкивательное (обменное) взаимодействие возникает при заметном перекрывании заполненных электронных оболочек молекул и связано оно с проявлением принципа Паули. Силы отталкивания—короткодействующие, очень быстро возрастающие при сближении молекул. Потенциал отталкивания нередко представляют приближенно в виде функций [c.117]

Химические свойства элементов и их соединений определяются электронным строением. Поэтому установление электронной структуры атомов необходимо для предсказания химических свойств элементов. Заполнение электронных оболочек атомов электронами главным образом определяется принципом Паули и правилом Хунда. [c.62]

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]

Покажите на примере, как при заполнении электронных оболочек действуют принцип Паули и правило Гунда. Дайте формулировку этого правила. [c.89]

Согласно боровской модели атома, заполнение электронных оболочек по мере возрастания заряда ядра осуществляется в согласии с принципом исключения Паули. Состояние электрона определяется комбинацией четырех квантовых чисел, и электроны должны отличаться один от другого хотя бы одним квантовым числом. Таким образом, емкость данной электронной оболочки с главным квантовым числом я равна 2 а емкость подоболочки с азимутальным квантовым числом [c.387]

При сложении векторов моментов количества движения их взаимодействие в соответствии с изложенным выше во всех случаях может рассматриваться как соответствующее связи Рассела — Саундерса. Применение принципа Паули приводит к двум важным следствиям. Во-первых, квантовые числа суммарного орбитального (Ь) и спинового (5) моментов количества движения электронов, образующих заполненную электронную оболочку, всегда равны нулю нулю равны также результирующие этих моментов для двух 5-электронов, шести р-электронов, десяти -электронов, четырнадцати /-электронов и т. д. Во-вторых, число состояний атома, соответствующих данному числу электронов, различно в зависимости от того, являются ли эти электроны эквивалентными (т. е. имеют одинаковые значения квантовых чисел пи/) или неэквивалентными (т. е. имеют отличающиеся значения по крайней мере одного из этих квантовых чисел). [c.34]

Распределение электронов в атоме при задании всех П и определяет электронную конфигурацию. Минимуму энергии атома соответствует заполнение электронных оболочек с минимальными значениями П и соответствующими им минимальными Наибольшее число электронов, которые в соответствии с принципом Паули могут иметь одинаковые значения Я и Ц, т. е. принадлежать одной оболочке, дает число заполнения оболочки к = = 2(2/ + 1). Для обозначения различных оболочек используют запись пЙ. Таким образом, по мере роста заряда ядра атома при переходе от Z == 1 для водорода ко все большим значениям I последовательно изменяется электронная конфигурация (табл. 32.1). Полностью заполненные внутренние оболочки обычно не указываются. Следует также отметить, что для больших значений 2. последовательность заполнения, определенная выше, может нарушаться. [c.648]

Не следует думать, что рассмотренные выше нарушения последовательности заполнения электронных оболочек являются нарушением принципа Паули этот принцип дает лишь м а кси- [c.77]

Итого 18 допустимых электронных группировок. Однако атомы не спешат использовать весь предоставленный им лимит и считают более выгодным для себя размещать электроны на более далеких позициях в периоде третьем находятся натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, хлор и аргон. Для порядкового номера 19, отвечающего калию, возможно дальнейшее размещение электронов на М-уровне, но для калия энергетически более выгодно поместить свой 19-й электрон уже в новой оболочке ЛГ, начав тем самым новый период, четвертый, с главным квантовым номером 4. Его примеру следует кальций, и только у скандия начинается постепенное заполнение уровня М до дозволенного принципом Паули 18-электронного окружения, осуществляемого только медью. Все элементы (за исключением хрома) — элементы так называемого семейства железа — со скандия по никель, обладают одним и тем же двухэлектронным внешним окружением, обусловливающим их сходство. Их же поливалентность вызвана подвижностью, лабильностью электронов недостроенной оболочки. [c.92]

При заполнении электронных слоев и оболочек атомы подчиняются 1) принципу наименьшей энергии, согласно которому электроны сначала заполняют вакантные орбитали с минимальной энергией 2) принципу Паули 3) правилу Гунда — на вырожденных орбиталях суммарное спиновое число электронов должно быть максимальным. В квантовых ячейках с одинаковой энергией заселение электронами происходит так, чтобы атом имел наибольшее число неспаренных электронов. Это отвечает нормальному состоянию атома (минимум энергии). Рассмотрим связь между электронным строением атомов и положением элементов в короткой 8-клеточной Периодической сис ме (см. форзац). У каждого следующего элемента Периодической системы по сравнению с предыдущим на один электрон больше. Наиболее прост первый период системы, состоящий лишь из двух элементов. У водорода единственный электрон заселяет наинизшую по энергии орбиталь 1 , а у гелия на этой орбитали два электрона с антипарал-лельными спинами. Гелием заканчивается первый период системы и исчерпаны все вариации квантовых чисел при п = I. Таким образом, у атома гелия полностью формируется наиболее близкий к ядру А -слой. [c.40]

Для получения схем образования химических связей более сложных молекул необходимо руководствоваться рядом положений. Во-первых, принцип построения АО повторяет картину заполнения электронных оболочек в атомах. В соответствии с принципом Паули и правилом Гунда заполнение электронами начинается с низшей [c.33]

Закономерность заполнения электронных оболочек атомов определяется принципом запрета, установленным в 1926 г. швейцарским физиком Паулн (принцип Паули) [c.95]

Таким образом, при учете спина электронов вводятся четыре квантовых числа п, I, т, s, использование которых, а также принципа исключения Паули позволяет уяснить основные принципы заполнения электронной оболочки атома и построения Периодической системы элементов. [c.9]

Таким образом, становится ясным, что идеальная последовательность заполнения электронами оболочки атома по возрастающему значению главного квантового числа п в действительности распространяется лишь на элементы первых трех периодов от водорода (Z = 1) до аргона (Z = 18). Эта последовательность полностью отвечает принципу Паули и получила название идеальной схемы заполнения. [c.82]

В 1916 г. Дж. Льюис опубликовал свою знаменитую статью, в которой некоторые химические свойства, рассмотренные Менделеевым, были изложены с помощью представлений о спаренных электронах, передаче электронов и заполненных электронных оболочках. В частности, в статье подчеркивалась особая устойчивость электронной пары и группы из восьми электронов (октет). В то время, когда Дж. Льюис предлагал свою электронную теорию валентности, физические основы его идей еще не были раскрыты. Эти идеи были развиты в следующем десятилетии, когда для объяснения строения атомов были привлечены квантовые числа, принцип В. Паули и когда, позже, возникла квантовая механика, подход [c.103]

Н, Бора (1913—1915) и др. известно, что эти закономерности обусловлены определенным порядком заполнения электронами оболочек атомов химических элементов. Порядок указанного заполнения электронных оболочек регулируется принципом запрета В. Паули (1925). [c.8]

Таким же образом, и даже, может быть, еще проще, можно найти основные состояния ближайших, следующих за углеродом атомов Ы, О, Р, N6. У неона 5- и р-уровни слоя п = 2 полностью заполнены, т. е. электроны не могут появиться на этих оболочках, не нарушив принципа Паули. Поэтому для следующего элемента начинается заселение уровней слоя п = 3. Это происходит точно так же, как и для слоя п = 2 в результате образуется электронная оболочка инертного газа аргона. Термы этого периода также одинаковы, т. е. электронные оболочки атомов элементов первых двух коротких периодов периодической системы имеют аналогичное строение. Опустим подробности построения электронных моделей остальных элементов периодической системы. С последовательностью заполнения энергетических уровней электронов в слоях и особенностями заполнения, например появлением побочных групп и лантаноидов, можно ознакомиться с помощью табл. А.5. В термы включен также индекс справа внизу, который указывает на суммарный орбитальный и спиновый моменты. [c.59]

Электронные конфигурации есть просто описание того, сколько электронов находится на каждой орбитали, их задание не подразумевает еще какого-либо определенного значения спина ЭТИХ электронов. Если орбиталь полностью заполнена, т. е. на ней находятся два электрона, то они должны иметь, согласно принципу Паули, спиновые квантовые числа Шз, равные соответственно и — /2, и для этих спинов будет отсутствовать полный спиновый угловой момент, а следовательно, и магнитный момент. Однако если имеются два электрона на двух вырожденных я-орбиталях, то они могут находиться либо оба на одной орбитали (в этом случае они имеют противоположно направленные спины), либо один из них может находиться на п(х) , другой на л ( )-орбитали. В последнем случае они могут иметь, а могут и не иметь противоположно направленные спины. Поэтому для так называемых неполностью заполненных оболочек электронов может осуществляться более одного распределения спинов и, следовательно, более одного энергетического состояния. [c.102]

Для частично заполненных оболочек р-, й-, /-орбиталей суш,е-ствует несколько способов распределения электронов по орбиталям и приписывания спинов этим электронам, удовлетворяю-ш,их принципу Паули. Вследствие отталкивания между электронами пе все эти распределения соответствуют одной и той же энергии. Так, два электрона на одной р-орбитали будут отталкиваться сильнее, чем два электрона на различных р-орбиталях. Таким образом, одна электронная конфигурация может привести к нескольким атомным состояниям, имеющим разные энергии. [c.243]

Заполнение электронных слоев и оболочек подчиняется трем основным принципам (см. раздел 3.12). В атоме водорода единственный электрон занимает орбиталь Is. В атоме гелия второй электрон занимает ту же орбиталь. Поскольку принцип Паули запрещает появление 3-го электрона на орбитали Is, 1-й период содержит всего два элемента. Во 2-м периоде вслед за двумя s-элементами Li и Ве, в которых заполняется орбиталь 2s, идет шесть р-элементов от В до Ne, в которых заполняется орбиталь 2р. В слое L может быть только восемь электронов. Поэтому, начиная с Na, заполняется слой М (п = 3), в котором может содержаться 18 электронов. Однако после заполнения орбитали Zp в атоме Аг оказывается, что энергетически более выгодно заполнение орбитали 4s, чем 3[c.111]

В отличие от дальнодействующих сил о силах, возникающих на малых расстояниях, имеется сравнительно мало данных. Несмотря на то что природа этих сил более или менее ясна, теоретические расчеты оказываются либо неточными, либо слищком сложными для их практического использования. В случае когда два атома или две молекулы находятся настолько близко друг к другу, что их электронные оболочки перекрываются, в соответствии с принципом Паули происходит их искажение. Аналогичный эффект вызывается и кулоновскими силами, однако он принадлежит к числу вторичных эффектов. Если атомы первоначально имели заполненные электронные оболочки, то после сближения электроны препятствуют сближению атомов друг с другом, что приводит к увеличению плотности заряда в области, расположенг ной между атомами. В результате заряды ядер экранируются, вследствие чего будет происходить взаимное отталкивание атомов. Если атомы не имели заполненной электронной оболочки, то увеличение плотности заряда между ними может происходить за счет спаривания электронов, приводящего к образованию химической связи. Таким образом, короткодействующее силы отталкивания атомов и молекул имеют ту же природу, что и химическая связь. Короткодействующие силы часто называют перекрывающимися или валентными силами. Они называются также обменными силами из-за применяемого обычно математического метода, в соответствии с которым строится приближенная волновая [c.205]

Электроны атома в основном состоянии занимают разрешенные принципом Паули уровни с наименьшей энергией. При переходе от атома с порядковым номером Z к атому с порядковым номером Z + 1 число электронов атома увеличивается на единицу. Добавляемый электрон занимает наинизшее из незанятых другими электронами состояний. Этот процесс П0 лeд0вaтeльнv0г0 заполнения электронных оболочек Иллюстрируется таблицей 7. В этой таблице приводятся электронные конфигурации основных состояний атомов (внутренние заполненные оболочки опуш,ены), а также основной терм и потенциалы ионизации. Зная электронную конфигурацию, основной терм можно определить по правилу Гунда. [c.53]

Ионные радиусы используются в том случае, когда внешний электрон полностью удален с электроположительного атома и находится на внешней орбитали электроотрицательного атома. Рассмотрим КС1. Было показано, что орбитальный радиус 45-элек-трона атома калия равен 2,16 A, в то время как орбитальный радиус оставшейся электронной оболочки, т. е. радиус иона К+, равен только 0,59 A. Добавление одного электрона на 3/7-подуро-вень атома хлора, приводящее к образованию С1", вызывает лишь незначительное (—0,02 A) увеличение орбитального радиуса. Равновесное межъядерное расстояние обусловливается балансом кулоновского притяжения между противоположно заряженными ионами и отталкивания электронных оболочек. Таким образом, в предельно ионном случае для уравновешивания кулоновского притяжения необходимо лишь очень незначительное отталкивание электронных оболочек атомов инертного газа, вызываемое перекрыванием только внешних частей радиальных функций распределения. Такое перекрывание значительно меньше, чем требуемое для формирования ковалентной связи, когда два радиальных максимума должны практически совпадать. Конечно, различие между двумя крайними случаями обусловлено тем, что для формирования ковалентной связи должны быть вакансии на внешних орбиталях соединяющихся атомов, чтобы могло осуществляться обобщение электронных пар для заполненных электронных оболочек атомов инертных газов по принципу Паули перекрывание запрещается. [c.118]

В приближении центрального поля состояние атома, содержащего N электронов, характеризуется полной системой квантовых чисел, состоящих из набора N отдельных систем квантовых чисел. Каждая отдельная система состоит им четырех квантовых чисел одноэлектронной задачи, обычно квантовых чисел nlm mi или nljm. Принцип Паули требует, чтобы все отдельные системы были различны и это требование приводит к появлению заполненных электронных оболочек. В полной системе могут существовать только две отдельные системы с одним и тем же , / и так как число т ограничено двумя [c.165]

Поэтому установление электронной структуры атомов является важной задачей при выявлении химических свойств элементов. Заполнение электронных оболочек атомов электронами описывается принципом Паули, правилом Хунда и правилом Клеч-ковского. [c.23]

Поскольку тг-мезоны являются бозонами , т. е. подчиняются статистике Бозе, они все могут находиться на одном уровне и никакого заполнения оболочек мы здесь не получим. С другой стороны, поскольку принципиально ие исключена возможность попадания нескольких х-мезопов иа орбиты одного и того же атома, (л-мезоны, обладающие полуцелым спином будут заполнять уровни по два с противоположными спинами, согласно принципу Паули,подобно электронам. Тем самым мы будем иметь заполненные оболочки мезонов и таким образом пр1гнципиальпо открывается путь для получения периодической системы х-мезо-элемептов. Последняя, однако, отнюдь не будет простой копией обычной менделеевской системы электронных элементов. [c.96]

Таковы три основных типа дальнодействующих сил, ответственных за притяжение между молекулами, сил Ван-дер-Ваальса. На коротких расстояниях заметньши становятся силы, возникающие при перекрывании электронных облаков молекул. На больших расстояниях они несущественны, так как электронная плотность в атомах спадает практически до нуля уже на отдалении около 3 1(Г ° м от ядра. Перекрывание электронных облаков может привести к двоякого рода результатам если у частиц имеются незаполненные целиком или низколежащие свободные МО, могут образоваться межмолекулярные химические соединения, донорно-акцепторные, координационные и др. короткодействующие силы другого вида, силы отталкивания, возникающие при перекрывании заполненных оболочек, связаны с проявлением принципа Паули (см. 36). Силы отталкивания — важнейшая компонента межмолекулярного взаимодействия. На коротких расстояниях они значительны и возрастают при сближении очець быстро. Энергию отталкивания аппроксимируют выражением [c.261]

Казалось бы, что девятнадцатый электрон атома калия К должен попасть на подуровень 3 , которому соответствует п = 3 и /=2. Однако дальнейшее заполнение оболочек после 18-го элемента происходит не в такой последовательности, как в двух первых периодах. Электроны в атомах располагаются в соответствии с принципом Паули и пра знлом Гунда, но так, чтобы их энергия была наименьшей. [c.52]

На втором энергетическом уровне, согласно принципу Паули, можно максимально разместить 8 электронов, поскольку помимо -подуровня возможен и )-подуровень. Поэтому злек1ронные оболочки атомов второго периода заполняются от 1 до 8 электронами. Действительно, у бериллия на 5-подуровне второго уровня уже имеется два электрона. Начиная с бора идет заполнение р-подуровня (от [c.51]

Смотреть страницы где упоминается термин Принцип Паули и заполнение электронных оболочек: [c.126] [c.148] [c.158] [c.634] [c.139] [c.250] [c.243] [c.10] [c.26] [c.227] [c.228] [c.27] [c.432] [c.215]

Смотреть главы в:

Квантовая химия -> Принцип Паули и заполнение электронных оболочек

Квантовая химия Учебник для студентов химических и биологических специаьлностей высших учебных заведений -> Принцип Паули и заполнение электронных оболочек

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Оболочка

Паули

Паули принцип

Электронная оболочка

Электронные d и оболочки, заполнение

Справочник химика 21

Химия и химическая технология