Атомы конфигурация в основных состояниях

Атом водорода Н имеет всего один электрон, который в основном состоянии должен занимать Ь-орбиталь. Поэтому электронная конфигурация атома водорода записывается как Ь (сверху указывается число электронов на орбитали), а схематически изображается следующим образом [c.391]

Более сложная картина наблюдается в том случае, когда в образовании связей данного атома принимают участие электроны разного вида, например 5- и р-типа. Рассмотрим молекулу СН4. Атом углерода в основном состоянии имеет конфигурацию 5 2з 2р , а в возбужденном состоянии имеет один 25- и три 2р-электрона. [c.28]

Состояние электронов в атоме иногда записывают сокраш,енно путем перечисления символов орбиталей в порядке возрастания главного квантового числа и указания с помощью правого верхнего индекса количества электронов в данном орбитальном состоянии. Например, 1з 2з В 15 2з 2р. Такую запись называют электронной конфигурацией элемента. Часто подобные записи сокращают, включая электронную конфигурацию предшествующего рассматриваемому элементу инертного газа, которая записывается в виде его символа, заключенного в квадратные скобки Ь1[Не]25 ВШе]2з 2р. Следует отметить, что две формы представления электронных состояний атомов — энергетические диаграммы и электронные конфигурации — неэквивалентны. Энергетическая диаграмма дает более детальную информацию, чем электронная конфигурация. Так, уже при переходе к следующему элементу — углероду, атом которого имеет 6 электронов, электронной конфигурации основного состояния 5 25 2р могут соответствовать различные электронные состояния, изображаемые энергетическими диаграммами [c.41]

Ниже перечислены электронные конфигурации десяти различных атомов. В каждом случае укажите, относится ли указанная конфигурация к нейтральному атому, его положительному иону (катиону) или отрицательному иону (аниону). Кроме того, укажите, соответствует ли записанная конфигурация основному, возбужденному или запрещенному состоянию. [c.411]

Рассмотрим содержание этого понятия на примере соединений углерода, в подавляющем больщинстве которых атом С образует четыре ковалентные связи, хотя в валентной конфигурации основного состояния он имеет только две неспаренные орбитали (два неспаренных электрона, как чаще говорят). [c.172]

Хотя для многих молекул, не имеющих в своей конфигурации основного состояния эффективных связывающих электронов, предсказываются неустойчивые основные состояния, для них наблюдаются возбужденные состояния, устойчивые к диссоциации на возбужденные атомные состояния. Примером является первое возбужденное состояние 2+ молекулы Нег. Это состояние возникает из конфигурации (15а) (15а ) (25а) и диссоциирует на атом гелия в основном состоянии и атом гелия в возбужденном состоянии 51 с конфигурацией (Ь) (25) . Тот факт, что молекулярная орбиталь 2за является связывающей по отношению к атомной 25-орбитали, придает молекуле устойчивость в указанном состоянии (энергия диссоциации приблизительно равна 60 ккал/моль). Благодаря тому что синглет-триплетные переходы запрещены, возбужденная молекула Не2 обладает достаточно большим временем жизни, чтобы ее можно было наблюдать экспериментально. [c.229]

В рядах переходных элементов существует также несколько общих направлений в изменении энергии ионизации по вертикали, которые имеют большое значение для понимания свойств этих элементов. Прежде чем останавливаться на этом вопросе более подробно, надо рассмотреть существенное различие между процессами ионизации атомов непереходных и переходных элементов. Если атом непереходного элемента теряет один электрон, то основное состояние образовавшегося положительного иона всегда имеет электронную конфигурацию основного состояния нейтрального атома предшествующего элемента [c.126]

Из спектральных данных следует, что атом С имеет конфигурацию электронов Is 2s p . Это значит, что атом С может образовать две направленные связи, а не четыре, как в тетраэдрической модели, правильность которой, однако, подтверждена огромным количеством экспериментальных данных. Поэтому электронная конфигурация основного состояния атома С не может объяснить существование четырех равноценных валентных связей (как в метане). [c.31]

На первый взгляд кажется удивительным, что в случае неспаренного р-электрона возникает изотропное сверхтонкое расщепление. Однако данное недоразумение исчезает, если принять, что конфигурация основного состояния описывает истинное электронное строение радикала только в нулевом приближении. К основному состоянию посредством конфигурационного взаимодействия могут примешиваться другие конфигурации возбужденных состояний, включающие 5-орбитали. Например, если бы мы рассмотрели атом азота, который в основном состоянии имеет конфигурацию. ..2з 2р 5, более точно его электронное строение следовало бы описывать смесью данного состояния и состояния с конфигурацией. ..2з 2р 8. Последняя конфигурация могла бы быть ответственной за наблюдаемое изотропное расщепление. [c.30]

В действительности квантовая химия начинает с того, что ограничивает возможности суждения о поведении электронов в атомах я молекулах. Атом в своем нормальном (основном) состоянии сохраняется неопределенно долго. Это с точки зрения квантовой механики стационарное состояние. В таких состояниях физические величины не зависят от времени. По этой причине ничего нельзя утверждать относительно движения составных элементов квантовомеханической системы. Так, нет возможности описать перемещение электрона внутри атома или молекулы. Все, что можно сказать относительно электрона, — это указать вероятности нахождения его в заданных малых областях пространства на конечном расстоянии от ядра. Следовательно, квантовая механика способна характеризовать вероятности возникновения определенных конфигураций системы, находяш,ейся в стационарном состоянии, но не движений ее или ее частей . Этот важный вывод имеет принципиальное значение и направляет внимание на методы вычисления значений физических величин, отвечающих стационарным состояниям. [c.59]

Мы привели здесь это курьезное замечание потому, что подобное мнение среди химиков стало почему-то распространенным. Валентное состояние атома — не просто некий нуль отсчета . Оно было введено в теорию ВС с целью распространить ее на случай, когда число неспаренных электронов в основном состоянии атома меньше числа образуемых им двухэлектронных двухцентровых связей. Вместе с тем, это понятие используется и в методе молекулярных орбиталей, в рамках которого оно обычно понимается как эффективная электронная конфигурация с дробными заселенностями АО и эффективными зарядами, что позволяет учесть как промотирование электронов с одних АО на другие, так и их перенос от атома к атому при образовании химических связей (см. приведенный выше пример для ряда С—СО— —СО2). И используется это понятие в обоих методах не только для построения качественной теории, но и при квантовомеханических расчетах . [c.174]

Электронная конфигурация основного состояния атома азота записывается ls 2s 2pi 2p 2p z, так что атом азота может образовывать связи с тремя атомами водорода, используя свои три 2р-орбитали, на которых находится по одному электрону. Однако если 2s- и 2р-орбитали [c.522]

Атом магния в основном состоянии имеет конфигурацию валентного уровня ЗS . Однако при сообщении 80 ккал/моль энергии оба 38-электрона получают возможность принимать участие в образовании связей (табл. 8). Имея но одному 38- и Зр-электрону, которые он может обобществлять с други-ми атомами на их многочисленных вакантных орбиталях, магний выбирает одну из структур с 12 ближайшими соседями плотнейшую гексагональную упаковку -обозначим ее структурой II. [c.65]

Так как атом кислорода в отличие от водородного многоэлектронен, заранее можно предугадать, что учение о состояниях молекул О г будет более сложным. Основное состояние обычной нейтральной молекулы кислорода имеет следующую электронную конфигурацию [c.170]

При каждой электронной конфигурации, вообще говоря, возможно несколько разных атомных состояний, отличающихся полным спином и моментом количества движения. Благодаря взаимодействию электронов (которым мы до сих пор пренебрегли) эти состояния имеют разные энергии и мы должны определить, какое из них является наинизшим состоянием. Различные состояния атома, получаемые из одноэлектронной конфигурации, находятся по правилу сложения векторов и обо начаются большими буквами 3,Р. Так, атом водорода имеет один электрон на 15-уровне. Спин его равен /2, поэтому низшим состоянием будет 5 (дублетное 5-состояние). Гелий имеет два электрона на 1з-уровне, полный спин его равен нулю, основным состоянием будет 5 (синглетное [c.30]

Идея валентного состояния возникла из следующих соображений. Атом углерода в основном состоянии имеет электронную конфигурацию тогда как при переходе к молекуле метана [c.338]

Нейтральный атом некоторого элемента имеет в основном состоянии электронную конфигурацию 2 2 [c.87]

Вернемся опять к молекуле метана СН4. Хорошо известно, что эта молекула имеет тетраэдрическую структуру, все четыре связи С—И в ней равноценны, а атом углерода проявляет валентносгь, равную четырем. Для этого необходимо, во-первых, перрйти от электронной конфигурации основного состояния [c.142]

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]

Особен)юсти морфологии углеродных модификаций во многом определяются особенностями С-С связей в этих структурах. Открыты три аллотропные формы углероОа, которые имеют различные кристаллические ячейки и тип связей между атомами углерода аямач. графит, карбин. В основном состоянии углерод имеет электронную конфигурацию 1з 2з"2р. В этом состоянии атом углерода двухвалентен, В большинстве химических соединений углерод выступает как четырехвалентный элемент. Четырехвалентный атом углерода находится в одном из трех валентных состояний, соответствуюших зр зр -, зр- гибридизации электронов в атомах углерода. [c.6]

Таким же образом можно считать, что атом углерода имеет валентную конфигурацию 15 2з2рх2ру2р2 , получающуюся из конфигурации основного состояния при переходе одного из двух электронов, находящихся первоначально на 25-орбитали атома, на первоначально вакантную 2рг-орбиталь. В этой возбужденной конфигурации имеется четыре неспаренных электрона с одинаковыми спинами и их взаимодействие минимально, если они находятся на максимально возможном расстоянии друг от друга, т, е. в углах правильного тетраэдра с ядром в центре. Система лучше всего описывается четырьмя гибридными зр -орбиталями, аналогичными гибридным орбиталям в атоме неона [разд. 1,13, уравнение (1.48)]. Поэтому такую молекулу, как метан СН4, можно описать при помощи четырех локализованных связывающих молекулярных а-орбиталей, образованных комбинацией (перекрыванием) этих гибридных орбиталей с 15-орбиталями атомов водорода. В результате молекула метана имеет тетраэдрическое строение. [c.46]

Таблица 12. Волновая функция МО ЛКАО для основного состояния молекулы СО [16]. Конфигурация 1а 2с ЗаМо 1л 1л 5сг, Межъядерное расстояние ат. ед. = 1,118 А = 1,1282 10 м. Энергия молекулы —112,344 ат. ед. (расч.) — 113,377 ат. ед. (эксп.)

Валентности редкоземельных элементов. Нормально все редкоземельные элементы являются трехвалентно-положительными. В этом состоянии три электрона уходят из нейтрального атома, причем остается конфигурация 4/ , где п изменяется от О до 14. Эту конфигурацию можно было бы предполагать для трехвалентного положительного иона независимо от того, имеет ли нейтральный атом в основном состоянии конфигурацию 4/ 5d или 4/"+ 6 s . При этом спектроскопические определения основных состояний не влияют на предварительные расчеты, сделанные для атомов. Правильность конфигурации 4/ действительно подтверждается блестящим совпадением наблюдаемой и рассчитанной магнитной восприимчивости и, в случае e+ -+ с основным состоянием 4/2данными спектроскопического анализа [43]. [c.38]

Искажения октаэдра только что рассмотренного типа весьма часто наблюдаются в кристаллах. Причина их возникновения лежит в доказанной Яном и Теллером общей теореме, которая гласит, что если нелирюйная молекула находится в орбитально-вырожденном состоянии, то она будет искал аться, чтобы снять это вырождение (доказательство см. в [2]). Из этой теоремы следует, например, ян-теллеровская нестабильность основных состояний октаэдрических комплексов слабого поля Eg- или T g симметрии. Таким образом, следует ожидать, что и случае слабого поля как правильные октаэдры существуют только комплексы с конфигурациями d , основные состояния которьгх Mjg и 2g соответственно. [c.272]

Причиной несоответствия валентности количеству неспаренных электронов является следующее. Приведенные в табл. 7 электронные конфигурации внешних электронных оболочек характерны для основных состояний свободных атомов. Атом, вступающий в химическое взаимодействие илИ образующий химические связи, уже не является свободным. Конфигурация внешней электронной оболочки такого атома может измениться, электроны могут возбуждаться (расспари-ваться) и занимать в пределах данного энергетического уровня (оболочки) имеющиеся нустые (вакантные) орбитали. В результате расспаривания электронов валентность атома будет повышаться. [c.72]

Теперь можно рассмотреть определенный атом и построить обозначение терма, изображающего те различные энергетические состояния, в которых атом может находиться. Если взять атом углерода в его основном состоянии 15 25 2р , то будет видно, что незаполненным окажется только 2р-подуровень, т. е. L и 5 определяются только двумя р-электронами. Число 1 может быть равно 2, 1 и О, что соответствует состояниям О, Р и 8. Число 5 может быть равно О или 1, что дает мультиплетность 1 или 3. Поэтому для атома углерода могут быть следующие состояния Р, 5, Ф, 5. Однако на основании принципа Паули не все эти состояния возможны, некоторые оказываются запрещенными, и для конфигурации дозволены только состояния Р, и 5. В табл. 5-3 приведены дозволенные по Расселу — Саундерсу состояния для экви- [c.181]

Дигидриды. Как и в случае двухатомных гидридов,электронные конфигурации трехатомных дигидридов можно получить, используя объединенный атом. Принято пользоваться упрощенными обозначениями орбиталей означает самую низкую, а 2а — следующую за ней орбиталь типа 1ац означает самую низкую орбиталь типа < и т. д. В этих обозначениях в табл. 9 даны электронные конфигурации основных и первых возбужденных состояний дигидридов элементов первого периода в предположении, что они линейны. И действительно, из перечисленных в таблице дигидридов только о СН2 известно, что он линеен в своем основном состоянии возможно, что радикал ВеН2 также имеет линейную структуру, но его спектр пока еще не обнаружен. Для других дигидридов, о которых известно, что они нелинейны в своих основных состояниях, электронные конфигурации приводятся в предположении, что они линейны, с целью последующего сравнения с электронными конфигурациями нелинейных форм. У дигидрида СН2, поскольку он содержит два я-электрона, существуют три низкорасположенных [c.113]

Конфигурация молекулы [4 изображена на рис. 71. Она относится к точечной группе симметрии 7 . Атом С находится в центре тетраэдра, атомы Н — в вершинах последнего. Все расстояния С—одинаковы, углы НСН равны 109°28. Для метана, как и для воды и СН2, молекулярные орбитали многоцентровые. Если записать их как линейные комбинации атомных орбиталей, надо учесть четыре Ь-АО водородных атомов S ,, 3 и и четыре внешние орбитали атома углерода 2. , 2р , 2д и 2р., всего восемь АО (1л. -злектроны углерода сохраняют атомный характер). МО образз ется так) е восемь четыре связывающие, на которых в основном состоянии молекулы разместятся восемь валентных электронов, и четыре разрыхляющие, свободные от электронов. Это обеспечивает высокую стабильность молекулы СН4. Все восемь молекулярных орбиталей метана моакно изобразить одной формулой (для упрощения опустим коэффициенты при АО) [c.197]

Рассмотрим для примера молекулу ВРз. Атом бора предоставляет для образования связей одну 25- и две 2р-орбита-ли, так как его конфигурация в основном состоянии 15% 2р, а в возбужденном состоянии (бор в большинстве соединений. трехвалентен) 1522х 2р 2ру. Он образует три равноценные связи — 5р -гибридизация. Наибольшее удаление между тремя р -орбиталями осуществляется, когда они располагаются в одной плоскости и направлены друг к другу под -углом 120.°. [c.29]

Число алектронов Центральный атом Электронная конфигурация Число неспарен ных электронов Основное состояние [c.390]

Участием Зd-элeктpoнoв в ковалентных связях объясняется появление новых валентностей при возбуждении Зх- и Зр-электронов и переходе их в Зй-состояние. В качестве иллюстрации рассмотрим фосфор и серу. В основном состоянии конфигурация /И-го слоя фосфора 2>s ip и соответствует трем валентностям. При переходе 35 М фосфор приобретает пятивалентную конфигурацию 35 3р 3с( , например, в соединении РО ". Атом серы в конфигурации 2>в 2>р двухвалентен. Посредством возбуждения одного Зр-электрона в 34-состояние сера становится четырех- и даже шестивалентной при последующем возбуждении Ъз М с конфигурацией 35 3/7 3 1, например, в соединении 50 . [c.120]

Гибридюация. Молекула метана СН4 образуется из одного атома углерода и четырех атомов водорода. В основном состоянии атом углерода имеет электронную конфигурацию С учетом правила Хунда можно [c.38]

В качестве примера рассмотрим простую молекулу ВеН . В основном состоянии атом Ве имеет электронную конфигурацию ls 2s (разд. 1.4.3). В химических соединениях берршлий двухвалентен, поэтому его валентные электроны (на уровне с п=Т) нужно распарить на орбитали 2х и 2р. [c.66]