Будова електронних оболонок атомів


ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

Розділ 2. ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА І БУДОВА АТОМІВ

§ 2.6. Будова електронних оболонок атомів

Тепер розглянемо будову окремо взятого електронного рівня (шару). Починаючи із значення головного квантового числа n = 2, енергетичні рівні (шари) поділяються на підрівні (підшари), що відрізняються один від одного за енергією зв’язку з ядром.

Число підрівнів дорівнює головному квантовому числу, але не може бути більше чотирьох: 1-й рівень

має один підрівень, 2-й – два, 3-й – три, 4-й – чотири підрівні. Підрівні, в свою чергу, складаються з орбіталей. Підрівні прийнято позначати латинськими літерами: s – перший, найближчий до ядра підрівень кожного енергетичного рівня, складається з однієї s-орбіталі; р – другий підрівень, складається з трьох р – орбіталей; d-третій підрівень, складається з п’яти d – орбіталей; f – четвертий підрівень, містить сім f-орбіталей. Таким чином, для кожного значення n існує n2 орбіталей (табл. 2.1).

Таблиця 2.1. Головне квантове число, типи й число орбіталей і максимальне число електронів на підрівнях і рівнях

class="msonormaltable" width="100%" style='width:100.0%;border-collapse:collapse;mso-yfti-tbllook:1184;mso-padding-alt: 0cm 0cm 0cm 0cm'>

Енергетичний рівень п

Число підрівнів, що дорівнює n

Орбіталь

Число орбіталей

Максимальне число електронів

На підрівні

На рівні,

Що дорівнює

N

На підрівні

На рівні

К (n = 1)

1

1s

1

1

2

2

L (n = 2)

2

2s

1

4

2

8

2p

3

6

М(n = 3)

3

3s

1

2

Зр

3

9

6

18

3d

5

10

N (n = 4)

4

4s

1

2

3

6

4d

5

16

10

32

4f

7

14

На кожній орбіталі може перебувати не більше двох електронів – принцип Паулі. Якщо на орбіталі перебуває один електрон, то він називається неспареним, якщо два, то це – спарені електрони. Принцип Паулі пояснює формулу N = 2n. І дійсно, якщо, наприклад, на третьому рівні (n = 3) міститься 32=9 орбіталей, а на кожній орбіталі – по 2 електрони, то максимальне число електронів становить 2 ∙ 32 = 18.

У табл. 2.1 для перших чотирьох рівнів показано зв’язок головного квантового числа n з числом підрівнів, типом і числом орбіталей та з максимальним числом електронів на підрівні і рівні, а на рис. 2.3 наведено схему поділу енергетичних рівнів на підрівні. З таблиці випливає,

Будова електронних оболонок атомів

Рис. 2.3. Схема поділу енергетичних рівнів на підрівні

Будова електронних оболонок атомів

Рис. 2.4. Форма s-електронної орбіталі

Що для характеристики електронів в атомі потрібно знати номер електронного рівня і типи орбіталей. Важливо знати форму різних орбіталей (хмар). Це необхідно при вивченні структури молекул. Згідно з теоретичними даними s-орбіталь має сферичну симетрію, тобто форму кулі. Прикладом може бути орбіталь атома гідрогену, n = 1 (рис. 2.4). Таку орбіталь називають s-орбіталлю. Електрон, який перебуває на s-орбіталі, називається s-електроном.

На другому енергетичному рівні (n = 2) є 4 орбіталі, причому одна з них має сферичну симетрію. Вона називається 2s-орбіталлю. Очевидно, 2s-електрон має вищу енергію, а тому буде перебувати далі від ядра, ніж 1s-електрон. Взагалі, для кожного значення n існує одна симетрична орбіталь.

Р-Орбіталь має форму гантелі, або об’ємної вісімки (рис. 2.5). Усі три р-орбіталі розміщені в атомі взаємно перпендикулярно. Вони напрямлені вздовж осей просторових координат, тому їх часто позначають як рх-, pу – і рz – орбіталі. Таке позначення вказує на просторову напрямленість р-орбіталей. Якщо рх-орбіталь розміщена в напрямку осі х, то, очевидно, pх-електрон з найбільшою ймовірністю буде перебувати поблизу осі х. Те саме можна сказати і про орбіталі ру та pz.

Слід зазначити, що кожний енергетичний рівень (шар), починаючи з n=2, має три р-орбіталі. Із збільшенням n-електрони займають р-орбіталі, розташовані на більших відстанях від ядра, але напрямленість їх по осях х, у, z завжди зберігається. Ще складніші форми, ніж р-орбіталі, мають d-орбіталі (їх п’ять) і f-орбіталі (їх сім). Тут вони не розглядаються.

Будова електронних оболонок атомів

Рис. 2.5. Форма та орієнтація р-електронних орбіталей


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 votes, average: 5,00 out of 5)



Які є орфограми.
Ви зараз читаєте: Будова електронних оболонок атомів