Квантовые числа. Энергии и конфигурации электронных орбиталей атома

Идея валентного состояния возникла из следующих соображений. Атом углерода в основном состоянии имеет электронную конфигурацию 15 2з 2р , тогда как при переходе к молекуле метана СН4 необходимо при построении молекулярных орбиталей использовать наряду с 25-орбиталью все три 2р-орбитали на равных основаниях, т.е. исходить из конфигурации (не выписывая остов 15 и опуская обозначение главного квантового числа) вр рур = 8р . Очевидно, что энергия состояний, отвечающих этой конфигурации, выше, чем энергия основного состояния, т.е. для перехода в любое из них требуется затрата энергии. Образующиеся в СН4 химические связи эквивалентны, что позволяет использовать вместо х- и р-орбиталей 4 эквивалентные гибридные орбитали Л2, Л3 и Л4. Вычисленные для электронной конфигурации Л1Л2Л3/14 энергии отдельных состояний атома углерода будут такими же, что и для конфигурации 5р . Низшее по энергии состояние атома углерода для таких электронных конфигураций и было названо валентным. [c.338]

Состояние электрона, описываемое побочным квантовым числом I, квантовано в пространстве. Для каждого значения I имеется 2/ 1 энергетически эквивалентных пространственных конфигураций орбиталей, которые описываются магнитным квантовым числом Побочному квантовому числу I = О соответствует одна 5-орбиталь, обладающая шаровой симметрией. Для I = 1 имеются уже три р-орбитали со значениями = —1, О, + 1. Эти орбитали характеризуются равной энергией и в этом отношении полностью эквивалентны, если в атоме отсутствует система осей координат, по которым эти орбитали могли бы быть пространственно ориентированы. Отмечая равноценность трех р-орбиталей, их называют трехкратно вырожденными. Однако, если атом попадает во внешнее электрическое или магнитное поле или же входит в состав молекулы, тем самым задается система координат. Так как по отношению к этой системе отсчета р-орбитали могут ориентироваться различно, то вырождение снимается. Вследствие этого появляется различие в энергиях между состояниями, характеризующимися различными значениями магнитного квантового числа т . Аналогичным образом можно рассмотреть снятие вырождения нескомпенсированных [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология