Электронная конфигурация. Принцип запрета Паули

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

В чем состоит принцип запрета Паули и как он позволяет строить модели электронных конфигураций различных атомов [c.409]

Распределение электронов по различным разрешенным уровням энергии подчиняется принципу, известному как принцип исключения (правило запрета ) или принцип Паули. Принцип Паули позволяет удовлетворительно объяснить спектральные данные и химические свойства элементов, связанные с электронной конфигурацией. [c.28]

Электронной конфигурацией называется распределение электронов атома по различным квантовым состояниям. Согласно принципу наименьшей энергии электрон, присоединяемый к атому, занимает в нем свободный уровень с наименьшей энергией. Если бы не запрет Паули (см. 5), то все электроны в любом атоме занимали бы уровень 15. Но вследствие запрета Паули число электронов, занимающих данный уровень, строго ограничено. Оба указанных фундаментальных условия составляют принцип построения электронных конфигураций атомов и молекул. [c.36]

Таким образом, с точки зрения современной теории необходимо всегда учитывать принцип запрета Паули наряду с обычными межэлектронными силами и взаимодействиями атомных ядер. Можно легко показать, что применение принципа Паули приводит к тем же выводам, что и метод валентных связей. Общая методика заключается в следующем. Предполагается, что валентные электроны находятся на соответствующих атомных s-, р- и d-орбита-лях. Затем для этих электронов пишут полную антисимметричную волновую функцию Т, тем самым принимая во внимание принцип Паули и неразличимость электронов. Далее, считают, что значение волновой функции для любой конфигурации, в которой два электрона имеют те же самые спины и характеризуются одинаковыми радиусами-векторами, равно нулю, так что и вероятность такой конфигурации равна нулю. В соответствии с принципом запрета, электроны с одним и тем же спином оказываются пространственно разобщенными. Это вскоре станет более ясным, когда будет рассмотрен конкретный пример. [c.193]

Электронная конфигурация. Принцип запрета Паули [c.14]

Молекула Н . Электронная конфигурация молекулы На в основном состоянии [(0515) ]. В основном состоянии молекулы два ее электрона согласно принципу наименьшей энергии занимают наиболее низкую орбиталь стЬ и согласно запрету Паули имеют противоположные спины. Суммарный спин равен нулю, молекула диамагнитна, мультиплетность 25+1 = 1. Оба электрона занимают четную (g) орбиталь. По правилу произведения ( >< = ) состояние системы четное. Молекулярный терм 2 (синглет сигма). Схема заселенности МО молекулы На и других молекул элементов первого периода приведена на рис. 24. [c.76]

Молекула Нг. Электронная конфигурация в основном состоянии 15) ]. В основном состоянии молекулы два ее электрона согласно принципу наименьшей энергии занимают наиболее низкую орбиталь ois и согласно запрету Паули имеют противоположные спины. Суммарный спин равен нулю, молекула должна быть диамагнитна,- что и наблюдается. Молекулярный терм (синглет сигма). Схема заселенности. МО молекулы и последующих приведена на рис. 38. [c.112]

В учебниках общей химии электронные конфигурации атомов предлагают определять при помощи схемы рис. 8.1, на которой указаны названия орбиталеи (ящики), кратность вырождения (число ящиков) и порядок заполнения ящиков электронами (начиная снизу). В каждом ящике может находиться не более двух электронов (принцип запрета Паули), а при заполнении серии пустых ящиков электроны сначала выстраиваются так, чтобы их спины были параллельны друг другу (правило Гунда). [c.203]

Под термином конфигурация атома подразумевается распределение электронов по разным орбиталям. Принцип построения электронных конфигураций многоэлектронных атомов состоит в добавлении протонов и электронов к атому водорода. В простейшем виде этот принцип утверждает, что электроны в многоэлектронном атоме следует размещать в системе орбиталей, формально тех же, что и орбитали водорода, заполняя их в порядке уменьшения стабильности с учетом принципа исключения (запрета Паули). Порядок энергии орбиталей в многоэлектронном атоме отчасти тот же, что и у орбиталей водорода, но в действительности все же наблюдаются отличия, которые будут рассмотрены ниже. Допуская, что многоэлектронный атом имеет набор орбиталей, соответствующих водородным орбиталям, на самом деле предполагают, что отдельный электрон не взаимодействует с другими электронами, а ведет себя так, как если бы существовал лишь только он один, о предположение вполне удовлетворительно, за исключением того что каждый электрон будет стремиться несколько изменить то действие, которое электростатическое поле ядра оказывает на все другие электроны. Дальнейшее обсуждение этого вопроса приведено в разд. 1.10. [c.34]

Делается ясной и относительность понятий химически инертный и химически активный , так как один и тот же элемент водород в определенном состоянии возбуждения способен дать химическую связь и образовать устойчивую молекулу Нг, а в другом, отличающемся не электронной конфигурацией, а только параллельностью спиновых векторов электронов Isa и 2ра, устойчивое соединение атомов Н не получается, видимо, из-за отсутствия (или очень малого) перекрывания облаков электронных орбиталей, от особенностей электронного обмена или из-за корреляции. Причастность к этому обстоятельству запрета Паули остается по меньшей мере неясной, так как электроны имеют одинаковые направления спина, но разные вторые квантовые числа ведь обычно принцип формулируют как невозможность заселения одной и той же орбитали электронами, у которых все 4 квантовых числа одинаковы. [c.156]

Конфигурация основного состояния молекулы, подобной формальдегиду, согласно принципу Паули, является синглетным состоянием, т. е. спины обоих электронов на каждой орбитали спарены. При возбуждении один из электронов, ранее находившихся на одной орбитали, переходит иа другую орбиталь. Запрет Паули снимается, и теперь одной и той же электронной конфигурации орбиталей уже соответствуют два состояния синглетное (спины электронов антипараллельны, как в основном состоянии) и триплетное (спины электронов параллельны). Это означает, что каждое из возбужденных состояний, перечисленных на рис. 7, может быть либо синглетным, либо триплетным. На рис. 8 такая возможность показана для случая п,л - и л, л -состояний. Стрелками обозначены направления спинов электронов различных орбиталей. [c.25]

Зная квантовые числа, понятия атомная орбиталь , принципы минимума энергии и запрета Паули, правила Гунда и Клечковского и, основываясь на понимании периодического закона Д.И. Менделеева, можно представить электронную конфигурацию любого атома и предсказать свойства элементов. [c.113]

Следующий шаг к разработке теории периодической системы связан с дальнейшим уточнением характеристики места электрона в электронной конфигурации атома, а именно — с введением так называемого магнитного (то ) и спинового (т ) квантовых чисел. Свое же окончательное завершение формальная теория периодической системы получила в работах В. Паули, который в 1925 г. сформулировал знаменитый принцип запрета В атоме не может существовать двух или более эквивалентных электронов, для которых значения всех квантовых чисел в магнитном поле [c.251]

Из принципа Паули однозначно вытекали величины емкостей электронных оболочек = 2пР и подоболочек N1 — 2(21 + 1). Тем не менее, утверждение, что из принципа Паули может быть выведена структура реальной периодической системы, не является правомерным. В самом деле, принцип запрета не позволяет решить вопрос о длине ее периодов и не предсказывает действительную последовательность (реальную схему) формирования электронных конфигураций атомов по мере роста 2. [c.252]

Мы уже обсуждали (гл. 6) факторы, определяющие форму неорга нических молекул, составленных из атомов переходных элементов. Главным образом это — размер и заряд центрального иона, наличие свободной электронной пары, возможность расширения валентного уровня сверхоктета, являющегося предельным для элементов второго периода, способность к образованию л -связей. стерические требования к группам, связанным с центральным атомом, и, вероятно, важнее всего принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов, не имеющих свободных электронных пар, следует ожидать, и это действительно обнаруживается, правильные формы. Молекулы с координационными числами 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 характеризуются следующими структура, чи линейной, треугольной, правильной тетраэдрической, тригональной бипирамидой, октаэдрической, пятиугольной бипирамидой и квадратной (архимедовой) антипризмой. Можно сказать, что всякий раз, когда электронный уровень атома переходного элемента, не принимающий участия в связи, будет иметь сферическую симметрию, структура таких комплексов будет правильной, определяемой только координационным числом. Можно вы писать электронные конфигурации, которые приводят к правильным симметричным комплексам. Для наиболее распространенных координационных чисел 6 и 4 имеют место следующие конфигу рации [c.282]

С помощью такой классификации электронных состояний атома и с учетом принципа запрета Паули легко описать электронное строение атомов в периодической системе элементов. В каждом последующем элементе периодической системы число атомных электронов на единицу больше. Новый электрон занимает следующее по порядку электронное состояние, но при том, однако, условии, чтобы получаемая электронная конфигурация приводила бы к минимальной эпергни атомной системы. Если это условно не выполняется, то электрон занимает квантовое электронное состоя Пю не в указанном в табл. 18 порядке, а такое, которое соответствует миiшмaльнoй энергии атомной системы. [c.163]

В гл. 6 и 7 были рассмотрены факторы, определяющие форму неорганических молекул непереходных элементов. Это — размер и заряд центрального атома, наличие неподеленной пары электронов, возможность расширения валентного уровня сверх октета для элементов первого восьмиэлементного периода, способность к образованию л-связей, пространственная конфигурация лигандов и, наконец, принцип запрета Паули. Если рассматривать центральный атом со сферической симметрией, характерной для комплексов металлов главных подгрупп, не имйбщих в атомах неподеленных пар электронов, то можно предсказать для их молекул правильную структуру. Так, молекулы с координационными числами 2—9 имеют обычно следующие структуры линейную, плоский треугольник, правильный тетраэдр, тригональную бипирамиду, правильный октаэдр, пентагональную бипирамиду, квадратную (или архимедову) антипризму и трипирамиду. Электронные конфигурации центрального атома, которые приводят к правильным симметричным комплексам для наиболее распространенных координационных чисел 4 и 6, следующие [c.439]

История создания метода молекулярных орбиталей прослеживается со времени ранней квантовой теории Бора—Зоммер-фельда. Состояния отдельных электронов в атоме тогда характеризовали занимаемой электроном орбитой, а состояние атома как целого определяли указанием полного момента количества движения, вычисляемого как векторная сумма орбитальных моментов количества движения атомных электронов. К 1926 г., когда Шре-дингер открыл свое волновое уравнение, уже было известно, что кроме орбитального электрон имеет также спиновый момент количества движения, знали о рассел-саундерсовской спин-орбиталь-ной связи, был сформулирован принцип запрета Паули, согласно которому на одной орбите не может находиться более двух электронов, и существовала символика изображения электронных конфигураций атома, например Не (Ь) , Ы (15) (25), . ... Идея Бора—Зоммер4 льда об электронных орбитах оказалась очень плодотворной в применении к атомам, но попытка разместить по [c.10]

Интересно рассмотреть конфигурации, в которых все электроны, находящиеся вне заполненных оболочек, принадлежат к одной и той же оболочке. Обычно это электроны, связанные с самыми нижними уровнями атома (ср. раздел 1 гл. XIV). Число различных систем квантовых чисел, возможных в /-оболочке, равно ЛГ/= 2 (2/-[-1) таким образом, в отсутствии принципа Паули число различных полных систем возможных х-электронов в оболочке п1 будет ЛГ . Принцип запрета, однако, приводит к резкому уменьшению этого числа, так как он требует, чтобы все отдельные системы квантовых чисел в полной системе были различными и чтобы две полные системы, содержащие одинаковыэ отдельные системы, в различном порядке считались одной и той же системой. [c.202]

Теперь рассмотрим вопрос о том, как выводятся электронные конфигурации атомов. Распределение электронов в основном состоянии атома определяется тремя принципами. Первый из них, фундаментальный закон природы, состоит в том, что система стремится занять состояние с минимально возможной энергией (именно это состояние и подразумевается в названии основное состояние ). Из этого следует, что АО должны заполняться в порядке, представленном в табл. 2.1. Вторым является принцип или правило Гунда, утвернедающее, что электроны стремятся не находиться на одной и той же АО, если только они могут распределиться по другим энергетически эквивалентным АО, причем в этом случае они имеют параллельные спины. Наконец, еще имеется принцип, выдвинутый Паули и известный под названием запрета Паули, согласно которому в одном и том же атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел. Нет необходимости обсуждать этот принцип его следует положить в основу построения атомных структур. Нужно только отметить, что запрет Паули еще раз подчеркивает важность спинового квантового числа, поскольку в тех случаях, когда электроны имеют идентичные значения квантовых чисел п, I и то, они должны иметь противоположные спины. Короче говоря, на данной АО не мон<ет быть более двух электронов, причем они обладают противоположными спинами. [c.38]