Электронные конфигурации атомов

Электронные конфигурации атомов

Распределение электронов по атомным орбиталям определяется тремя факторами.

Во-первых, соблюдается принцип устойчивости или принцип минимальной энергии: в невозбужденном атоме электроны располагаются таким образом, чтобы энергия атома была минимальной. Порядок заполнения атомных орбиталей (АО) рассчитан и имеет следующий вид: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 3d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 6f, 7d …

Во-вторых, действует принцип исключения, называемый «запретом» Паули (1925), согласно которому в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел.

Для изображения распределения электронов в атоме удобно использовать схемы (рис. 4.); где АО изображаются в виде клеток («квантовых ячеек»). Каждая клетка (электронная орбиталь) может содержать два электрона с противоположными спинами. Электроны изображаются в виде стрелок, направленных вверх (+1/2) и вниз (-1/2).

В-третьих, заселение АО электронами подчиняется правилу Хунда (1927г.) или правилу максимальной мультиплетности, которое гласит, что одноименные орбитали вначале заполняются однократно электронами с параллельными спинами. В этом случае электроны коррелируют движение друг друга таким образом, чтобы быть максимально удаленными в пространстве. Такая система обладает меньшей энергией (является более стабильной), чем система, содержащая электроны с антипараллельными спинами на разных орбиталях.

Если атом имеет 1 неспаренный спин, говорят, что он находится в дублетном состоянии (H; F; невозбуждннный B). Если атом имеет 2 параллельных спина, он находится в триплетном состоянии (О; невозбужденный С). Атом азота находится в квартетном состоянии. Атом с n параллельными спинами находится в (n+1)-мультиплетном состоянии.

Если атом не имеет неспаренных электронов, он находится в синглетном состоянии (инертные газы).

Такая же терминология применяется и к молекулам. Большинство молекул находится в синглетном состоянии, но молекула О2 – в триплетном.

Распределение электронов по атомным орбиталям называется атомной конфигурацией

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *