Заполнение энергетических уровней

Рис. 22. Схема, характеризующая принцип заполнения энергетических уровней

Рис. 7. Последовательность заполнения энергетических уровней К, I, М я N электронами для элементов от Н до Са и от Оа до Кг (а), для Ма (б), С (в) И С1 (г)

Закономерная последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней в атомах с увеличением порядкового номера элемента выражается правилом Клеч-ковского, которое называют также правилом суммы п- -1. Согласно этому правилу порядок заполнения определяется возрастанием этой суммы, а при одинаковом ее значении первым заполняется подуровень с меньшим значением п в этой сумме [c.86]

Правило Хунда. Последовательность заполнения энергетических уровней в атомах. Правило Клечковского [c.78]

Принцип наименьшей энергии. Максимальная устойчивость атома (как системы) соответствует минимуму его полной энергии, В атоме каждый электрон стремится занять положение, соответствующее минимальному значению энергии, что отвечает наибольшей его связи с ядром . Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней в атоме электронами происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии. [c.70]

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]

Группы делятся на подгруппы — главную и побочную. К главным подгруппам принадлежат элементы, для атомов которых п равно номеру периода, а I равно нулю или единице, т. е. элементы, в атомах которых происходит заполнение энергетического уровня с данным п. К побочным подгруппам принадлежат элементы, в атомах которых происходит заполнение подуровней, оставшихся незавершенными. Для элементов побочных подгрупп п заполняемого уровня меньше номера периода, а I равно двум или трем. [c.27]

У элементов второго периода начинается заполнение -энергетического уровня, или -слоя. Второй период начинается с Li, в атоме которого имеется три электрона. Два из них находятся в К-слое, как и у атома гелия, третий электрон располагается в -слое. У элементов второго периода также сначала заполняется s-подуровень, а затем р-подуровень. У последнего элемента этого периода — неона все s- и р-орбитали при п = 2 заполнены. Элементы, в атомах которых в последнюю очередь заполняется s-подуровень, называются s-э л е м е н т а м и, а р-подуровень — р-э л е м е н т а м и. Электронное строение атомов благородных газов служит остовом строения атомов последующих элементов. [c.23]

В случае элементов с двумя валентными электронами s-зона заполнена. Однако если s- и /з-уровни в изолированных атомах близки, то в кристаллах соответствующие зоны перекрываются. Следовательно, и в этом случае число валентных электронов недостаточно для заполнения энергетических уровней перекрывающихся зон. [c.116]

Блестящим подтверждением этого положения могут служить достижения в химии инертных газов. Долго считалось, что инертные газы не образуют химических соединений (отсюда и их название). Однако в 1962 г. химикам удалось получить несколько химических соединений инертных газов, например ХеРг, ХеР , ХеОз. В последние годы получен еще ряд соединений ксенона и криптона с кислородом и фтором. Образование таких соединений невозможно объяснить с точки зрения полной химической инертности последнего заполненного энергетического уровня. [c.74]

Связь между строением электронных оболочек и положением элемента в Периодической системе. Использование Периодической системы для определения порядка заполнения энергетических уровней и подуровней [c.36]

Заполнение энергетических уровней электронами происходит по обычному принципу стремления системы к минимальной энергии и максимально возможной мультиплетности. [c.257]

В соответствии с характером распре деления электронов по орбиталям молекула НзЫ имеет три первых потенциала ионизации (22,4 15,2 и 10,5 эВ), что отвечает удалению электрона с одного из трех заполненных энергетических уровней. [c.347]

Постоянство теплот растворения и теплот сорбции, наблюдаемое в тех случаях, когда атомы, по-видимому, проникают в поверхностные слои металла, еще не доказывает, что кинетическая энергия электронов в металле играет ту роль, которая отводится ей в теории Темкина. Нельзя, конечно, полностью исключить возможность того, что во всех случаях, включая растворение водорода в (3-титане, постоянство теплот сорбции обусловлено неподвижностью сорбированных атомов. Мы полагаем, что концепция, предлагаемая Темкиным, не дает решения рассматриваемого вопроса. В противном случае следовало бы сделать вывод, что изменения работы выхода и контактный потенциал возникают не за счет образующихся дипольных слоев, а за счет изменений в заполнении энергетических уровней поверхностного электронного газа. Принятие этой точки зрения привело бы к далеко идущим последствиям. При другом объяснении следует допустить, что изменения работы выхода и контактного потенциала частично, например наполовину, обусловлены изменением кинетической энергии электрона, как это было указано Темкиным, а частично — поверхностными диполями. [c.147]

Следовательно, заполнение энергетических уровней в атомах происходит таким образом, что при обычном состоянии атомов в первую очередь заполняются наиболее низкие энергетические уровни. В целом строение электронных оболочек атомов связано с периодической системой элементов (табл. 10). [c.71]

Атом удобно представлять состоящим из остова и определенного числа валентных электронов. Под остовом понимается ядро плюс электроны на низших энергетических уровнях, не принимающие участия в химических превращениях. Элементы одной группы отличаются друг от друга своими остовами, но имеют одинаковое число валентных электронов. На размеры атома и его способность терять или приобретать электроны оказывают влияние число заполненных энергетических уровней остова и заряд ядра, но основным фактором, определяющим химические свойства элемента, является строение валентной электронной оболочки его атомов. [c.92]

Максимальная устойчивость атома, как системы электрических частиц, отвечает минимуму его полной энергии. Поэтому электроны при заполнении энергетических уровней в электромагнитном поле ядра будут занимать (застраивать) в первую очередь наиболее низкий из них (АГ-уровень п = 1). В электронейтральном невозбужденном атоме электрон в этих условиях имеет наименьшую энергию (и, соответственно, наибольшую связь с ядром). Когда /С-уровень будет заполнен (Ь -состояние, характерное для атома гелия), электроны начнут застраивать уровень Ь (п = 2), затем Л -уровень (п — 3). При данном п электроны должны застраивать сначала з-, затем р-, й- и т. д. подуровни. [c.43]

Согласно правилу Клечковского, заполнение энергетических уровней происходит в порядке возрастания суммы чисел м + /, а при равных значениях и + / — в порядке возрастания п [c.18]

При заполнении энергетических уровней электроны стремятся занять разные орбитали, так как при этом уменьщаются силы взаимного отталкивания их как одноименно заряженных частиц. Находясь на отдельных орбиталях, электроны имеют [c.36]

Система, подчиняющаяся распределению Ферми, называется вырожденной и уровень электрохимического потенциала в ней находится выше, чем нижний энергетический уровень. Так, при температуре, близкой к абсолютному нулю, уровень электрохимического потенциала практически совпадает с верхним из заполненных энергетических уровней (см. рис. 5, а). В соответствии с этим величина — (ц + Б,, ) имеет отрицательное значение для всех энергетических уровней, расположенных ниже уровня 1, и положительное значение для более высоких уровней. >Из сказанного [c.40]

Нужно иметь в виду, что приведенный выше общий порядок заполнения энергетических уровней иногда нарушается (см., например, хром, лантан). В таких случаях энергии связи d- и х-электронов настолько близки между собой, что оказываются возможными перескоки электронов с одного энергетического уровня на другой. [c.66]

В заключение заметим, что если бы мы удаляли из какой-либо энергетической зоны кристалла несколько электронов, то удаление первого, второго, третьего и т. д. электрона сопровождалось бы неодинаковым изменением полной потенциальной энергин системы. В связи с этим валентная зона и зона проводимости изображаются иногда в виде целой системы энергетических уровней (рис. 17). При таком способе изображения зоны на каждом энергетическом уровне не может находиться больше двух электронов, которые должны обладать противоположной ориентацией спинов. Последнее соответствует тому, что на один участвующий в образовании химической связи электрон не может приходиться меньше двух элементарных объемов. Неполное заполнение энергетических уровней валентной зоны указывает на присутствие в ней дырок, т. е. ненасыщенных химических связей. Разобранная выше диаграмма бывает удобна при рассмотрении движения электронов по валентной зоне кристалла. Следует, однако, отметить, что она не дает никакой дополнительной информации и поэтому в дальнейшем не используется. [c.82]

Данные таблицы показывают, что последовательное заполнение энергетических уровней обычно происходит в порядке увеличения сумм п Ч- /, а при их одинаковости — в порядке уменьшения I и увеличения п. Например, при и + / = 6 сперва заполняется слои Ас1 (где п = 4 и 1 = 2), а уже затем 5р (где п = 5 и I = 1). Обоснованию этой [c.226]

Принцип Паули и принцип минимального значения энергии в основном состоянии атома позволяют сформулировать закон заполнения возможных энергетических состояний в атомах с большим числам электронов Если имеется только один электрон, то он должен находиться в состоянии 15, где главное квантовое число равно единице и значение энергии наименьшее В таком же состоянии может находиться и второй электрон, причем электроны должны иметь разные спиновые квантовые числа, т е их спины должны быть направлены противоположно Поскольку 15-состоянию соответствует только один набор пространственных квантовых чисел, то больше электронов в этом состоянии быть не может Такая ситуация отвечает атому Не Следующий атом (Ь1) имеет три электрона Этот третий электрон должен быть обязательно в одном из состояний с главным квантовым числом, равным двум При дальнейшем заполнении энергетических уровней, те при переходе от атома Ь1 к атому Ые, следует иметь в виду следующее Состояние с главным квантовым числом, равным двум, четырехкратно вырождено Следовательно, этому со- [c.49]

С) связывают с их склонностью вступать в (а, п) реакции. В результате реакции Be(a, n) впервые был получен нейтрон. Радиоактивный распад вымерших на Земле и в метеоритах тяжелых элементов привел к повышенному распространению изотопов свинца. Свинец и другие магические ядра благодаря заполненности энергетических уровней нуклонов в ядре более устойчивы к реакциям захвата нейтронов и потому более распространены. На Земле непрерывно происходят ядерные процессы, ведушие в конечном счете к изменению распространенности элементов и изменению их изотопного состава. Однако все эти процессы идут медленно и результаты анализа вещества земной коры показывают, что изотопный состав элементов на Земле практически постоянен. Например, у хлора, извлеченного из морской воды и выделенного из минералов (апатита и др.), атомная масса оказалась одинаковой. То же самое обнаружено для N1, Ре, 51, Н , Ы, 5Ь, Си и других элементов. [c.432]

Согласно закономерностям заполнения энергетических уровней и подуровней (орбиталей) у атома хрома на четвертом энергетическом уровне (5-подуровне) должно быть два электрона. Однако один из двух электронов переходит на третий энергетический уровень, на незаполненную d-орбиталь. Такое явление наблюдается у атомов и некоторых других элементов побочных подгрупп. [c.111]

Для неорганических веществ селективное поглощение можно ожидать и в тех случаях, когда незаполненный электронный уровень перекрыт стабильным заполненным энергетическим уровнем, обычно образующимся при координации с другими атомами. [c.139]

Если 5—, р— и с1—уровни в изолированных атомах какого-нибудь элемента близки, то в кристаллах соответствующие зоны перекрываются, а числа валентных электронов недостаточно- для заполнения энергетических уровней перекрывающихся зон. [c.63]

Таким образом, строгая периодичность расположения элементов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева полностью объясняется последовательным характером заполнения энергетических уровней. [c.38]

Пятый, шестой и седьмой периоды. Процесс постепенного заполнения энергетических уровней продолжается аналогичным образом [c.34]

Возбуждение электронов в металле может переводить их и на более высокие энергетические уровни. Потенциальная энергия электронов характеризуется уровнем их химического потенциала (уровнем или энер-Ферми, отсчитываемой от уровня энергии покоящегося электрона в вакуумё), зависящим от средней статистической совокупности заполненных энергетических уровней. В случае металлов уровень Ферми может находиться внутри валентной зоны его расположение зависит от плотности соответствующих уровней. При абсолютном нуле все электроны находятся в наинизших возможных энергетических состояниях и, в соответствии с принципом. Паули, совокупно сть N электронов занимает N/2 уровней. Тогда уровню химического потенциала соответствует поверхность Ферми в пространстве импульсов электронов, разделяющая занятые и свободные уровни. [c.56]

Заполнение энергетических уровней и подуровней атомов элементов 5-го периода происходит аналогично заполнению атомов элементов 4-го периода. Начиная с элемента N39 — иттрия, у десяти элементов (V — Сс1) происходит заполнение электронами 4й-подуровня зеУ 18 28 2р 35 3р 3с1 4 4р4с1 5в [c.41]

В этом уравнении е представляет собой мгновенную, или дорелак-сационную , упругую деформацию, причем предполагается, что любое изменение заполненности энергетического уровня приводит к пропорциональному изменению деформации на величину е. [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология