Паули принцип энергия ионизации

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

Первые энергии ионизации (эВ) атомов некоторых элементов таковы В — 8,30, Ы — 5,39, Ме — 21,56, Ве — 9,23, С — 11,26, О — 13,62, N — 14,53, Р — 17,42. Найдите в данной последовательности проблему. Можно ли, пользуясь этими данными, показать действенность принципа Паули [c.149]

Первые энергии ионизации атомов элементов 2 периода таковы (в эВ) Ые 21,56, Р 17,42, N 14,53, О 13,62, С 11,26, Ве 9,23, В 8,30, Ы 5,39. Проанализируйте данные и сформулируйте соответствующие выводы. Можно ли на основании этих данных показать проявление принципа Паули [c.32]

Экспериментальные данные показывают, что в нормальном гелии второй электрон находится в -состоянии и следующий возбужденный уровень очень высок — гораздо выше, чем полная энергия ионизации водорода. Уровень 1 2 лежит заметно ниже, чем уровень 1 2/7. Это мы можем связать с тем фактом, что состояния 2з ближе к ядру, чем 2р. Во всяком случае, тот факт, что уровень 2 в гелии ниже уровня 2р, дает нам повод ожидать, что нормальным состоянием лития будет 2 . В литии мы видим, что уровень 2р заметно выше, чем уровень 2з это приводит к тому, что основным состоянием бериллия должно быть 2з ). Теперь оболочка 2 заполнена. Тот факт, что в бериллии уровень 2р ниже, чем 3 , заставляет нас ожидать, что у бора низшей конфигурацией будет 2/ ). В следующих шести элементах нормальная конфигурация в каждом случае получается последовательным добавлением 2/ -электрона к нормальной конфигурации предшествующего атома. На неоне этот процесс, в силу принципа Паули, заканчивается, поскольку шесть есть максимальное число электронов, которое может быть в любой р оболочке. При переходе от бора к неону мы наблюдаем, что интервал между нормальной и низшей возбужденной конфигурациями последовательно возрастает. Поэтому, зная спектр элемента 2, можно предсказать порядок расположения низших конфигураций элемента (Е- - ). Неопределенность при этом невелика. [c.320]

НОВ из ls-орбитали. Коль скоро нам известен принцип Паули, мы легко сможем понять и последовательность заполнения орбиталей вдоль периодов периодической системы. При переходе от лития к бериллию 2р-орбиталь нам не понадобится, так как второй электрон может поместиться на 25-орбитали. Энергия ионизации у бериллия будет, конечно, выше, чем у лития, из-за большего заряда ядра бериллия. Однако, когда мы переходим к бору, пятый электрон разместить ни на Is-, ни на 25-орбитали нельзя. Следовательно, самым низким энергетическим состоянием для бора будет B(ls 2s 2p), в котором один электрон переходит на обладающую большей энергией 2р-орбиталь. Поэтому, несмотря на больший заряд ядра бора, его энергия ионизации ниже, чем у бериллия. Причину этого можно понять из рис. 2.3 — влияние заряда ядра более чем компенсируется тем, что электрон, который легче всего удалить, находится на 2р-, а не на 25-орбитали. [c.53]

Аналогичные рассуждения справедливы и в случае азота. В соответствии с принципом Паули на 2р-орбиталях остаются три электрона, и, чтобы расстояние между ними было максимальным, эти три электрона занимают все три 2р-орбитали по одному электрону на орбиталях 2р , 2ру и 2p . Энергия ионизации возрастает по сравнению с углеродом вследствие увеличения заряда ядра. [c.53]

На рис. 2.4 можно проследить за изменением энергий ионизации вдоль второго и третьего периодов периодической таблицы. При переходе от Н и Не энергия ионизации резко увеличивается, поскольку заряд ядра удваивается. Затем у лития она еще более резко уменьшается, так как принцип Паули вынуждает третий электрон перейти на орбиталь с более высокой энергией, 2з-орби-таль. Далее, вдоль второго периода все семь электронов размещаются ла 2з- и 2р-орбиталях. Здесь наблюдается общее повышение энергии [c.54]

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]

Суть поведения элементов 2-го периода состоит в том, что имеющиеся на втором уровне два подуровня (s- и р-орбитали) довольно значительно отличаются по энергиям. Потенциал ионизации резко падает при переходе от гелия к литию, потому что третий электрон, в соответствии с принципом Паули, располагается на 25-орбитали. Затем на этот же -подуровень попадает еще один электрон и под действием увеличившегося заряда ядра атом становится меньшего радиуса. Силы притяжения ядра обусловливают возрастание потенциала ионизации. Далее для величины этой энергии при движении вдоль периода наблюдается общее повышение с двумя небольшими скачками (уменьшение потенциала). Первый вызван размещением пятого электрона В на 2р-орбитали, а второй скачок происходит у кислорода, когда одна из р-орбиталей, на которых рань- [c.201]

На нашей диаграмме уровней энергии это та энергия, которая необходима для выведения электрона с высшей из занятых орбит в пространство вплоть до предела, соответствующего п = оо. Рис. 15-12 иллюстрирует процесс ионизации для атома лития в свете диаграммы уровней энергии. Каждая орбита показана в виде кружка О- Если на этой орбите находится один электрон, его обозначают, проводя через кружок диагональ 0. Если на орбите находятся два электрона, то через кружок проводят две пересекающиеся диагонали (g). Мы, конечно, учитываем принцип Паули, согласно которому на каждой орбите могут находиться только два электрона. Следовательно, орбита, обозначенная 0, заполнена, орбиты 0 и Q заполнены наполовину, а орбита О свободна. [c.398]

Плохую растворимость многих сульфидов, например PbS, обычно объясняют исходя из ионной модели (ионы РЬ + и ионы S ). Однако SrS тоже соль. Почему же первая из них труднорастворима, имеет черный цвет, является полупроводником, тогда как другая этими свойствами не обладает Объяснение, основанное на различии величин электростатических сил притяжения, явно недостаточно. Оба сульфида кристаллизуются в структурном типе Na l, но связи имеют значительную долю ковалентной составляющей. В SrS это приводит к тому, что одна из р-электронных пар иона частично снова занимает квантовое состояние, освободившееся в результате ионизации атома стронция. Сила этой связи будет определяться энергией ионизации атома стронция и степенью перекрывания р-орбиталей атома серы с s-орбиталью атома стронция. Имеющая сферическую симметрию s-орбиталь плохо перекрывается (разд. 5.3) с другими орбиталями. По принципу Паули лишь один из шести ионов S , окружающих ион 5г2+, может образовать с ним ковалентную связь. s-Орбиталь может быть лишь однократно за- [c.516]

Переход от инертного газа гелия, завершающего 1-й период, к первому члену 2-го периода требует уже принципиально другого подхода к рассмотрению атомов. Три и более электронов не могут располагаться на одной орбитали, так как это противоречит принципу Паули. Электроны начинают заселять 2-й уровень, энергетические ячейки в котором не идентичны по энергиям. Межэлектронное отталкивание расщепляет уровни энергии с одинаковым квантовым числом л=2, и это в данном периоде приводит к появлению двух состояний 2 и 2р. На эти энергетические подуровни заряд ядра действует по-разному. Электрон на 25-орбитали более явственно ощущает заряд ядра через экран, созданный двумя внутренними прочно связанны.ми 152-электронами. Расчеты, проведенные для лития, доказывают, что его энергия ионизации, равная 520 кДж/моль, соответствует эффективному заряду 2эфф=1,26. Это означает, что два внутренних электрона нейтрализуют заряд ядра меньше, чем сумма их зарядов их эффективность действия (3— —1,26=1,74) равна (1,74/2) 100—87%. Это означает, что электрон в 25-состоянии способен проникать к ядру сквозь заслон из двух 152-электронов. Подуровни 2р близко к ядру находиться не могут ведь эта волновая функция вблизи ядра обращается в нуль. Следовательно, на электрон в 2р-состоянии влияет только разница между зарядом ядра и суммой зарядов внутренних электронов. Принцип Паули и расщепление энергетических уровней позволяют понять закономерность изменения характера элементов при движении вдоль периодов. [c.200]

Следующий пик на зависимости первой энергии ионизации от атомного номера приходится на бердллий. Видно, что для удаления электрона из этого атома требуется большая энергия, чем для удаления электрона из соседних атомов лития и бора. Очевидно, конфигурация 15 25 более устойчива, чем конфигурация лития. Согласно принципу Паули, бор должен иметь конфигурацию 18 2з 2р (см. рис.- 5.3), и экспериментальное значение пер- [c.52]

Следующий элемент — углерод. Шесть электронов атома углерода размещаются следующим образом два электрона занимают ls-орбиталь, еще два — 25-орбиталь, а оставшиеся два электрона располагаются на имеющихся трех 2р-орбиталях. Два из них могли бы занять 2р .-орбиталь, не вступая в противоречие с принципом Паули. Однако они оказались бы в одной и той же области пространства, сконцентрированной вдоль оси х, а это приводит к сильному меж-электронпому отталкиванию. Положение становится более благоприятным, когда один электрон располагается на 2р 5-орбитали, а второй уходит либо на 2ру-, либо на 2рг-орбиталь. При этом два электрона окажутся в различных областях и межэлектронное отталкивание уменьшится. Таким образом, для атома углерода самым низким энергетическим состоянием является (ls 2s 2pj 2pj ). Энергия ионизации у него выше, чем у бора, поскольку заряд ядра у углерода выше, чем у бора, и у обоих атомов ионизация происходит с удалением 2р-электрона. [c.53]

Решение (4.3) и (4.4) дает характеризующую состояние молекулярных электронов, и энергию электрона в этом состоянии. Значение г]),- позволяет согласно квантовой механике определять различные свойства молекулярных электронов и, следовательно, свойства молекул (например, пел, ризуемость, дипольные моменты, потенциалы ионизации, спектры и др.). Располагая в порядке их возрастания (бх < ё2 <С <. ..) и размещая на нижних энергетических уровнях молекулярные электроны (согласно принципу Паули на каждом уровне может находиться т] = 2,1 или О электронов), легко найти полную электронную энергию системы [c.53]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология