Көп электронды атомдар орбитальдарының электрондармен толтырылу заңдылықтары

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

. Көп электронды атомдар орбитальдарының электрондармен толтырылу заңдылықтары. Атомдар мен иондардың электрондық формулалары.

Көп электронды атомдарда да электрондардың күйі төрт квант санының жиынымен сипатталады. Мұндайда электрон энергиясы (сутек атомынан айырмашылығы) бас және орбитальдық квант сандарымен анықталады. Көп электронды атомдағы n және l мәндері бірдей электрондарда бірдей энергия болады және белгілі бір энергетикалық деңгейшелер түзеді. Екі энергетикалық деңгейшелердің арақашықтығы ядродан сәйкесті деңгейлер алыстаған сайын азаяды.

Атомдардың электрондық конфигурациясы. Атомдағы электрондарды деңгейлер, деңгейшелер және орбитальдар бойынша таратып жазуды элементтің электрондық конфигурациясы деп атайды.

Көп электронды атомдардың электрондық конфигурациясын құрастырғанда ескереді: ең кіші энергия принципін; Гунд және Клечковский ережелерін.

Ең кіші энергия принципі: атомдағы электронның ең тұрақты күйіне ең кіші энергия мәні болатын күй сәйкес келеді . Сондықтан да алдымен ең кіші мәндегі қабаттар толтырылады әрі жазылады.

Көп электронды атомдардағы электрондар тек ядро жағынан тартылуды ғана сезіп қоймастан, ол ядроға жақын орналасқан және алыс орналасып, көлеңкелейтін электрондар әсеріне кезігеді. Сондықтан да орбитальдар энергияларының бірінен соң бірінің әсер етуі күрделене түседі.

Ең кіші энергия принципі атомдардың негізгі күйі үшін орындалады. Қоздырылған күйдегі электрондар атомның кез келген орбиталінде бола алады, егер де мұндай тұста Паули принципі сақталса.

Атомдағы энергетикалық ұяшықтарға жұптасқан да, жұптаспаған да электрондар орналаса алады. Бір деңгейшенің орбитальдарын электрондар қандай ретпен толтырады? Бұл үшін Гунд ережесін қолданады: берілген энергетикалық деңгейшедегі (p, d, f) электрондардың спин сандарының қосындысы максималды болуы шарт. Бұл жағдайда атом тұрақты күйде болады.

Бұл ережеге сай, орбитальда бір электронның болуы тиімді екен. Мұны басқаша айтқанда, берілген орбитальдің қабатшалары әуелі бірінші, сосын екінші электронмен толтырылады. Бір және сол орбитальда қарама қарсы спині болатын электрондар екі электрондық бұлт түзеді және олардың қосынды спині нөлге тең. Спиннің максималды абсолюттік қосынды мәніне 2 және 5 күй сәйкес.

Клечковский ережесі 1951 ж тұжырымдалған: электронның берілген екі жағдайының қайсысында бас және орбиталь квант сандарының қосындысы (n+l) үлкен болса, соның энергиясы үлкен болады. Егер (n+l) қосынды мәні бірдей бірнеше деңгейшелер болса, онда алдымен бас квант санының кіші мәніндегі деңгейше тола бастайды. Бұл (n+l) - ережеге орайлас деңгейшелердің энергия бойынша орналасуы және олардың электрондармен толу ретін көрсетуге болады: 1s<2s<2p<3s<3p<4s≈3d<4p<5s≈4d<5p<6s≈4f≈5d<6p<7s≈5f≈6d<7p

Деңгейшелердің мұндай жалғасымды да дәйекті орналасуын (олардың энергия өсуі бойынша) эмпирикалық спектральды мәлеметтер негізінде ХХ ғасырдың 20-шы жылдарында Н. Бор және Д. Стонер бірінші болып айқындаған еді, ал ол 60-шы жылдары Хартри-Фок әдісі бойынша есептеулермен дәлелденді.

Бұған толық және жартылай толған деңгейшелерімен қоса алғандағы d- және f-элементтері енбейді, оларда электрондардың құлауы деп аталатын құбылыс байқалады.

Электрондық формула. Атомдық электрондық құрылымды өрнектеп, мазмұндау үшін білу керек:

А) атомдағы электрон санын (ол элементтің реттік нөміріне тең) ;

Б) деңгей мен деңгейшедегі электрондардың ең көп санын;

В) орбитальдардың толу ретін (В. Клечковский ережесін) ;

Атомдардың электрондық, электронды-графикалық формуласын және электрондық құрылым сұлбасын қарастырайық:

Атомдардыңэлектрондық сұлбасыэлектрондардың энергетикалық деңгейлер бойынша орналасуын көрсетеді;

K L K L M K L M N

₃ Li) ) ₁₇ Cl ) ) ) ₂₅ Mn ) ) ) )

2 1 2 8 7 2 8 13 2

Z=+3 Z=+17 Z=+25

Атомдардыңэлектрондық энергетикалық деңгейшелер бойынша орналасуын көрсетеді: алдындағы цифр энергетикалық деңгей нөмірін, сосын әріп пен деңгейшені, ал әріптің жоғарғы оң жақ шекесінде осы деңгейшедегі электрон санын:

Мысалы, электрондық формула:

Литийдікі - 1s ² 2s ¹

Хлордікі - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁵

Марганецтікі - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁵

Атомдардыңэлектронды-графикалық орбитальдар бойынша орналасуын және электрондардың спинін көрсетеді. Электрондық қауызшалардың құрылымы кванттық ұяшықтар (орбитальдар) көмегімен көрсетіледі. Әрбір мұндай ұяшық тура төрт бұрышты фигурамен, ал электрон нұсқаушы тілсызықпен ↑ көрсетіледі (оның бағыты электрон спинін сипаттайды) . Паули принципі бойынша ұяшықта (жұптаспаған) немесе екі (жұптасқан) электрон орналасады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.