Электронные оболочки, принципы построения

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]

В основе построения электронной оболочки атома любого элемента лежат три основных принципа, которые мы кратко охарактеризуем ниже. [c.169]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОДУРОВНИ МНОГОЭЛЕКТРОННОГО АТОМА. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ОБОЛОЧКИ [c.94]

При заполнении Зй-подуровня наблюдаются некоторые кажущиеся отклонения от рассмотренных принципов построения электронной оболочки атома. [c.98]

Перечисленные в конце раздела 2.7 пункты а — д приводят нас к так называемому принципу построения электронной оболочки атома, позволяющему определить его состояние. Для этого мы сначала находим дозволенные уровни энергии, а затем распределяем на них (начиная с низшей АО 15) имеющиеся электроны так, чтобы удовлетворить требованию принципа Паули (по два электрона на каждую орбиталь). Например, атом водорода в основном состоянии имеет конфигурацию (15), атом гелия—(15)2, лития — (15)2(25), азота — (15)2(25)2(2р) и т. д. Изложенный принцип построения наглядно иллюстрируется на рис. 2.6, где каждая орбиталь обозначается небольшим прямоугольником ( ячейкой ), а энергия увеличивается в вертикальном направлении. Каждая ячейка представляет собой дозволенную орбиталь если в заданном электронном состоянии атома эта орбиталь не заполнена, то ячейка пуста если орбиталь занята одним электроном, в ячейке находится стрелка, направленная вверх или вниз в зависимости от направления спина ( /2) если орбиталь занята двумя электронами, в ячейке находятся две стрелки, направленные в противоположные стороны. Такого рода диаграммы для первых десяти атомов периодической системы представлены на рис. 2.7. При их построении следует пользоваться правилами Гунда [147], которые позволяют решить вопрос, какие именно из эквивалентных орбиталей незаполненной оболочки (например, из орбиталей 2р 2ру, 2р, атомов азота или кислорода) заполняются в том или ином случае. Эти правила относятся к эквивалентным орбиталям и заключаются в следующем [c.47]

Принцип построения непосредственно дает наглядную интерпретацию периодической системы элементов. Так, два электрона (15)2 образуют оболочку, которую можно назвать внутренней [c.49]

В построении электронной оболочки молекулы основную роль играет принцип Паули, согласно которому з одном и том же атоме или молекуле состояния всех электроно>з различны, т. е. не существует двух электронов в одной и той же системе, все четыре квантовых числа которых были бы одинаковы. Под влиянием внещних воздействий молекулы способны терять часть своих электронов, превращаясь в положительно заряженные ионы. Необходимость внешнего воздействия обусловлена тем, что ионизация молекулы всегда сопряжена с затратой энергии, измеряемой потенциалом ионизации. [c.71]

Из предыдущего ясно, что электроны играют решающую роль в образовании гомеополярной связи. Для более глубокого понимания необходимо кратко описать построение электронных оболочек. В принципе возможно как корпускулярное, так и волновое описание последних. В основе первого лежит так называемая старая квантовая теория, соответствующая очень наглядной модели атома Бора (1913 г.). [Согласно этой модели, положительно заряженное ядро окружено соответствующим этому заряду числом электронов, находящихся в стационарных состояниях (состояния с определенным значением энергии). Абсолютное значение энергии обратно пропорционально [c.17]

Убедитесь в правильном понимании принципов построения периодической системы для этого на основании электронных оболочек благородных газов установите электронные структуры N (атомный номер 7), А1 (13), К (19), Ni (28), u (29), Ва (56), Bi (83), Ra (88). Сведите эти электронные структуры в таблицу, подобную той, которая приведена в тексте для благородных газов. [c.135]

Изложенное выше приводит нас к принципу построения электронной оболочки атома, позволяющему определить его состояние. Для этого распределяем имеющиеся электроны атома таким образом, чтобы удовлетворить требованиям принципа Паули (по два электрона на каждую орбиталь). Для наглядности каждую орбиталь можно изобразить в виде небольшого прямоугольника (ячейки). Если в заданном электронном состоянии атома эта орбиталь не заполнена, то ячейка пуста. Если орбиталь занята одним электроном, в ячейке находится стрелка, если орбиталь занята двумя электронами, в ячейке находятся две стрелки, направленные в противоположные стороны. Тогда для атомов наиболее распространенных в органических соединениях элементов в основном состоянии распределение электронов можно показать схемой (рис. 4). [c.23]

Такой принцип построения распространяется и на все другие элементы периодической системы, причем два электрона 1x2 образуют оболочку К, группа из восьми электронов 2з 2р образует Ь-оболочку, восемь следующих электронов образуют М-оболочку и т. д. Если воспользоваться рассчитанными АО и построить графики функций электронной плотности, то легко понять, почему упомянутые здесь группы электронов названы оболочками. [c.25]

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]

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]

Зонные модели кристаллов являются основой современной физики твердого тела и позволяют дать количественное описание движения электронов и дырок в кристалле, вычислить энергию кристаллической решетки и т. д. Однако при построении зонных моделей по обратным решеткам используют экспериментальные данные о строении реальных кристаллов, полученные дифракционными методами, тогда как в принципе структура кристалла должна быть следствием электронного строения его атомов. Вероятной причиной образования конкретных кристаллических структу]) мол ет служить взаимодействие ионов друг с другом, сближающихся вследствие ионной или металлической компоненты связи, в смысле возможности перекрывания их внешних электронных оболочек. Это третье приближение может дополнить модель свободных электронов и зонную теорию твердого тела. [c.204]

Схема орбиталей (рис. 23) показывает, что оболочки с га = 1, 2, 3 и 4 содержат 1, 4, 9 и 16 орбиталей соответственно. Следовательно, схема содержит всего 52 орбитали без учета тех четырех бй -орбиталей (изображены пунктиром), которые не заняты электронами в известных до сих пор атомах. Таким образом, эта схема представляет все элементы с атомными номерами от 1 до 104. Рассмотрим теперь принцип построения различных электронных оболочек, используя эту схему, а также таблицы, помещенные на стр. 83—85. [c.82]

У элементов с атомными номерами Z до 20 заполняется внешняя электронная оболочка. После элемента с 2 = 20, в котором 45-орбиталь заполнена, заполнение электронами внешней оболочки прекращается и начинает заполняться внутренняя подоболочка Зс1, уровень которой немного ниже 4р-орбиталей (рис. 23). Поскольку имеется пять З -орбиталей, после кальция в периодической системе следует группа из десяти элементов, называемых переходными (с 2 = 21 — 30). После заполнения З -орбиталей возобновляется заполнение слоя 4 на подуровне 4/7. Тот же принцип построения, заключающийся в заполнении внутреннего слоя в то время, когда внешняя незаполненная оболочка остается неизменной, повторяется после заполнения 55-и б5-орбиталей. Поэтому существует три ряда по десять переходных элементов с тремя различными оболочками. [c.82]

Три первых целочисленных квантовых числа п, / и позволяют подсчитать количество возможных орбиталей. Принцип же Паули говорит о возможности пребывания на каждой из них не более двух электронов, и то только в том случае, если эти электроны различаются между собой своими спинами (другими словами — это должны быть антипараллельные электроны). Это обстоятельство, в свою очередь, дает возможность определить общее, максимально возможное, число электронов, способных участвовать в построении оболочки атома. Этот подсчет сделан в таблице Ш-З. [c.36]

Различные мультиплетные состояния атома можно представить как возникающие при комбинациях этих графиков спиновых и орбитальных векторов. Однако, когда имеется несколько электронов в одной и той же оболочке ( эквивалентные электроны ), возможны не все комбинации. Так, например, при конфигурации р нет состояний Ю, или Р. Это обусловлено принципом Паули, но, за исключением, пожалуй, состояния не так легко видеть непосредственно, какие мультиплеты запрещены принципом Паули. Построение и анализ табл, 20 позволяют, однако, определить это весьма просто. [c.264]

Детерминант Слейтера после раскрытия его по обычным правилам дает равное число (по N1) положительных и отрицательных слагаемых. Если произошла перестановка электронов, то это равносильно перестановке столбцов в детерминанте, т. е. изменению его знака. Если бы два электрона оказались одинаковыми (т. е. имели вполне одинаковые состояния), то две строки в детерминанте совпадали бы, а это означает, что детерминант равен нулю. Иными словами, волновая фукция системы в этом случае равнялась бы нулю и, соответственно, вероятность реализации такого состояния была бы нулевой. Принцип Паули запрещает состояния, в которых имеются два тождественных электрона. Следовательно, и с этой точки зрения слейтеровский детерминант — подходящее выражение для волновой функции многоэлекгронного атома. В уравнении для атомов с замкнутой электронной оболочкой множитель (1/Л/ ) /2 является просто нормировочным. Для построения самосогласованных орбиталей часто используется приближение, в котором волновую функцию системы из нескольких атомов представляют в виде линейной комбинации атомных орбиталей [c.46]

Ф)нлам. принцип построения П.с. заключается в выделении в ней периодов (горизонтальные ряды) и групп (вертикальные столбцы) элементов. Современная П.с. состоит из 7 периодов (седьмой, пока не завершенный, должен заканчиваться гипотетич. элементом с 2 = 118) и 8 групп. Периодо.м наз. совокупность элементов, начинающаяся щелочным металлом (илн водородом - первый период) и заканчивающаяся благородным газом. Числа элементов в периодах закономерно возрастают н, начиная со второго, попарно повторяются 8, 8, 18, 18, 32, 32,. .. (особый случай-первый период, содержащий всйго два элемента). Группа элементов не имеет четкой дефиниции формально ее номер соответствует макс. значению степени окисления составляющих ее элементов, но это условие в ряде случаев ие выполняется. Каждая группа подразделяется иа главную (а) и побочную (6) подгруппы в каждой из них содержатся элементы, сходные по хим. св-вам, атомы к-рых характеризуются одинаковым строением виеш. электронных оболочек. В большинстве групп элементы подгрупп а и б обнаруживают определенное хнм. сходство, преим. в высших степенях окисления. [c.482]

Такие последовательности линий наблюдаются в спектрах поглощения полярных молекул, например H I, в области длин волн 100—300 В молекулах, построенных из одинаковых атомов, невозбуждённые электронные оболочки не ведут к наличию электрических диполей, моменты которых могли бы измениться при вращательном квантовом переходе. Поэтому, согласно принципу соответствия, такие молёкулы, как С1г, Вг2, Ь, N2, О2 и т. д., не способны ни излучать, ни поглощать последовательности линий чисто вращательного спектра. [c.376]

Закономерности построения электронной оболочки атома и построения Периодической системы Д. И. Менделеева. Современная теория построения Периодической системы Д. И. Менделеева основана на постулатах Бора и принципе исключения Стонера—Паули, а также на использовании некоторых полуэмпирических соотношений, в частности правила Клечковского. По крайней мере для атомов с известной электронной структурой методы квантовой механики позволяют с большой точностью найти количественные закономерности распределения электронов в атоме. Однако пробле.ма определения равновесной электронной формулы атома—размещения электронов по орбиталям — требует дальнейшего уточнения. [c.8]

Правило последовательности заполнения п + 1) уровней имеет ряд отклонений. Обычно принято считать, что номер периода в периодической системе соответствует главному квантовому числу внешних s-электронов, т. е. значению максимального главного квантового числа электронов атома. Однако у элемента V периода палладия нет электронов, соответствующих главному квантовому числу /г = 5, поскольку 5s - и 552-злектроны перешли на АсР- и 4 i °-ypoBHn. У элементов Си, Nb, Мо, Sm, Tu, Yb, Pt и др. происходит заполнение d- и соответственно f-электронов за счет s-электронов. У элементов La, Ас начинается заполнение Ъй- и 6о -электронных оболочек, а затем идут редкие земли, у которых заполняются / -орбитали, и соответственно актиноиды, у которых заполняются / -орбитали. Лишь после заполнения f-орбиталей вновь продолжают заполняться d-орбитали. Можно привести и другие примеры заполнения оболочек, не описываемых указанным правилом, частично рассмотренные Клечковским [9]. Однако общие закономерности построения Периодической системы Менделеева на основе использования четырех квантовых чисел Бора — Зоммерфельда, принципа запрета Паули и правила Клечковского могут быть описаны сравнительно удовлетворительно. [c.10]

Когда по мере развития науки накапливается много законов, появляется возможность их классифицировать и обобщать, находя принципы, выясняющие структуру и взаимосвязь законов. Таких принципов в настоящее время известно уже немало. К числу наиболее известных относятся, например 1) принцип неизменности (инвариантности) и симметрии, подчиняющий себе ряд законов сохранения и многие другие законы 2) принцип неабсолют-ности или относительности с законами, вытекающими из него 3) принцип неопределенности (или неполной определенности) электронных состояний и серия законов, с ним связанных 4) принцип неразличимости тождественных фермионов (частиц с половинным спином) в оболочке атома (электроны) и в ядре (нуклоны) с вытекающими отсюда запретом Паули, правилами Гунда и периодичностью в построении оболочечных моделей ядер и электронных оболочек. [c.28]

Электронная оболочка. Электронная оболочка какого-либо элемента периодической системы отличается от электронной оболочки предшествующего ему элемента тем, что на его внешней орбитали имеется один добавочный электрон (стр. 81). Этот принцип построения электронной оболочки не всегда соблюдается (см. табл. 12, стр, 84). У элемента с атомным номером Z = 20 (Са) заняты электронами все внутренние орбитали н 48-орбитали, а у следующего за ним элемента с атомным номером 21 (S ) новый электрон находится не на 4р-орбитали, а на внутренней Зй-орбиталн (рис. 23, стр. 81). Так как имеется пять -орбиталей, то существует серия из 10 так называемых переходных элементов со следуюгцим распределением электронов на двух внешних подоболочках [c.629]

Попытки построения количественной теории окислительно-вос-становительных электродных реакций типа I были даны в работах Рендлса [1] и позднее Хаша 2]. В основу работы Хаша был положен расчет по теории абсолютных скоростей реакций. Поскольку реакции разряда Хаш считал всегда протекающими адиабатическим образом (в квантовомеханическом смысле), то, естественно, он не пользовался принципом Франка — Кондона и трансмиссионный коэффициент полагал равным единице. Как показал Хаш, для электрохимической кинетики очень важную роль играет конкретное распределение плотности электронного заряда в активированном состоянии. Этот результат является малообнадеживающим, поскольку в настоящее время не существует методов расчета электронной плотности в таких сложных системах, как активированные ионы, окруженные дипольной гидратной оболочкой. Именно по этой причине в интересных с принципиальной стороны работах Геришера [3], в которых рассматривались гетерогенные реакции типа II, не удалось получить конкретных количественных результатов, допускающих сравнение с опытом. Изучая окислительно-восстановительные реакции, протекающие на металлическом и полупроводниковом электродах, Геришер считал, что энергия активации, связанная с франк-кондоновским барьером, главным образом обусловлена смещением атомов, находящихся в первой координационной сфере иона. Хотя это представление правильно передает физическую картину, оно не привело к количественным результатам. По этой причине следует более подробно остано- [c.22]

С 11-го элемента периодической системы — натрия — начинается заполнение трехквантовой оболочки. Таким образом, этот элемент имеет вне замкнутых оболочек один электрон, что и обусловливает дублетный характер его спектра, аналогичный спектру лития, а также сходство с литием в остальных физико-химических свойствах. Следующий элемент—магний — имеет вне замкнутых оболочек два электрона 3s, что делает его сходным с бериллием. В последующих элементах идет дальнейшее заполнение трехквантовой оболочки. Так как по принципу Паули в состояниях Зр не может располагаться больше 6 электронов, то заполнение этих состояний заканчивается на 18-м элементе периодической системы — аргоне. Таким образом, аргон имеет вне замкнутых одноквантовой и двухквантовой оболочек еще 8 электронов два Зs-элeктpoнa и шесть Зр-электронов. В согласии со сказанным выше, эти 8 электронов приводят к единственному результирующему состоянию Sg и, следовательно, обусловливают полное сходство спектра и прочих физико-химических свойств аргона со свойствами неона. Однако между неоном и аргоном, с точки зрения принципа Паули, имеется существенная разница неоном заканчивалось построение двухквантовой оболочки, в то время как аргоном заканчивается лишь заполнение групп эквивалентных 3s- и Зр- электронов. Согласно табл. 57 с главным квантовым числом п = Ъ могут существовать еще 10 электронов с lj=2, т. е. в состояниях 3d. Таким образом, аргоном не заканчивается построение трехквантовой оболочки. [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология