Многоэлектронные атомы конфигурация

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]

Так же как у водорода, следующие после 2s- и 2р-уровней наиболее стабильные орбитали — 3s и Зр. Следовательно, начиная с натрия (2=11) и до аргона (Z=18) добавляется восемь электронов совершенно аналогично заполнению второго слоя. Но дальше система уровней все больше отличается от системы уровней для водорода. Можно было ожидать, что калий, имеющий =19, будет иметь конфигурацию [Аг] Ы, где [Аг1 представляет собой электронный остов с конфигурацией аргона, т. е. Is 2s 2p 3s Зр . В действительности конфигурация калия [Аг] 4s. Чтобы понять это отклонение от конфигурации водорода, а также и общее правило, что остановимся и рассмотрим более детально предположение (подразумеваемое при построении), что многоэлектронный атом должен иметь набор орбиталей, формально похожих на орбитали водородоподобного одноэлектронного атома. [c.36]

В тех случаях, когда многоэлектронный атом состоит из заполненных электронных оболочек и одного дополнительного электрона или когда ему не хватает одного электрона до завершения конфигурации, распределение вероятности нахождения электрона можно описать, используя радиальные функции по Слейтеру и одноэлектронные угловые волновые функции типа, приведенного в разделе Одноэлектронные волновые функции (стр. 18). В более сложных случаях необходимо учитывать межэлектронные взаимодействия. [c.24]

Все это вызвало необходимость нового подхода к теории строения атома. Таким подходом явились квантово-механические представления, впервые приложенные к атому в 1926 г. Э. Шре-дингером, выведшим свое знаменитое уравнение. Решение этого уравнения сначала для атома водорода, а потом (с помощью приближенных методов, разработанных Л. Томасом, Э. Ферми, Д. Хартри и В. А. Фоком, П. Дираком, В. Слейтером и другими) для многоэлектронных атомов позволило дать определенное кванто-во-механическое обоснование формирования электронных конфигураций атомов по мере роста 2. Можно поэтому говорить, что в настоящее время мы располагаем квантово-механической теорией периодической системы атомов. [c.252]

Формулировка X. п. предполагает, что состояние многоэлектронного атома можно описать, указав т. наз. электронную конфигурацию - набор тех состояний, в к-рых находятся отдельные электроны. В общем случае данной электронной конфигурации отвечает неск. разных энергетич. состояний атома. Каждое из них в силу сферич. симметрии атома можно классифицировать по суммарному орбитальному моменту (квантовое число =0, 1, 2,. .. отвечает соотв. состояниям 5, Р, О-типов), суммарному спину (квантовое число 5) и полному моменту импульса атома как целого (квантовое число 7, к-рое при заданных Ь к 5 меняется огг Ь + 3 д/о й — 5 с шагом 1). Напр., атом С в низших состояниях можно описать электронной конфигурацией ls 2s 2p общее число состояний, отвечающих такой конфигурадии, с учетом вырожден-ности нек-рых уровней равно 15. При ставдартном обозначении символом 7 состояния атома С - 5 о, Рд, P , Р2, Да. [c.324]

Таким образом, при конфигурации Is первый электронный слой заполнен. При переходе к атому лития, имеющему три электрона, первые два электрона размещаются так, что придают Li+ конфигурацию Is , а третий занимает следующую наиболее стабильную орбиталь, а именно 2з-орбиталь. Следовательно, электронная конфигурация лития Is 2s. Ранее уже отмечалось, что в атоме водорода энергии орбиталей возрастают с возрастанием п. В то время как в атоме водорода нет различия в энергиях ns- и пр-уровней, во всех многоэлектронных атомах, несомненно, существует разница между ними в пользу ns-уровней (см. ниже). Вот почему третий электрон Li должен быть отнесен скорее к 2s-, чем к 2р-уровню. Атом бериллия, у которого четыре электрона, имеет конфигурацию ls 2s и спины всех электронов спарены. У атома бора, который имеет пять электронов, должна возникнуть конфигурация ls 2s 2p и должен существовать один неспаренный спин, обусловленный 2р-элек-троном. [c.35]

Другими часто встречающимися расположениями лигандов являются тетраэдр и плоский квадрат. Взаимодействия между лигандами и орбиталями можно представить наглядно, поместив атом металла в центр куба, ребра которого параллельны осям координат. В случае тетраэдрической координации четыре лиганда размещаются в чередующихся вершинах куба. Влияние лигандов на орбитали центрального атома при этом противоположно изображенному на рис. 13, т. е. орбитали, направленные к центрам граней куба ( 2, dx -i ), взаимодействуют с лигандами слабее, чем орбитали, направленные к ребрам (d y, dy,, d x). Таким образом, набор орбиталей t g повышен, а % — понижен, как это и показано на рис. 18. Эта диаграмма применима к конфигурации d , но ее можно использовать (с указанными выше при рассмотрении октаэдрического случая ограничениями) и в качестве диаграммы заполнения уровней для многоэлектронных проблем. На рис. 19 приведена соответствующая диаграмма для плоскоквадратного расположения лигандов, которые находятся на осях координат х я у. Из двух орбиталей в плоскости ху лиганды оказывают на орбиталь d, 2 y2 более сильное влияние, чем на d y Орбитали вне плоскости ху подвергаются еще меньшему влиянию, но их относительное расположение зависит от распределения электронной плотности у лигандов. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология