Електронна будова атомів
Електрони з однаковим значенням l утворюють підрівень.
Квантове число l визначає квантування орбітального моменту кількості руху електрона в сферично симетричному кулонівському полі ядра.
Квантове число m l називають магнітним. Воно визначає просторове розташування атомної орбіталі і приймає цілі значення від -l до + l через нуль, тобто 2l + 1 значень. Розташування орбіталі характеризується значенням проекції вектора орбітального моменту кількості руху M z на будь-яку вісь координат (зазвичай вісь z):
Все вищесказане можна уявити таблицею:
Орбітальний квантове число
Магнітне квантове число
Число орбіталей з даними значенням l
Число орбіталей на енергетичних підрівня.
Орбіталі одного підрівня (l = const) мають однакову енергію. Такий стан називають виродженим по енергії. Так p орбіталь - трикратно, d - п'ятикратно, а f - семикратно виродилися.
Граничні поверхні s -, p -, d -, f - орбіталей показані на рис. 2.1.
Зображення за допомогою граничних поверхонь s -, p -, d - і f -орбіталей.
s-Орбіталі сферически симетричні для будь-якого n і відрізняються один від одного тільки розміром сфери. Їх максимально симетрична форма обумовлена тим, що при l = 0 і # 956; l = 0.
p-Орбіталі існують при n ≥ 2 і l = 1, тому можливі три варіанти орієнтації в просторі: m l = -1, 0, +1. Все p-орбіталі мають вузловий площиною, що ділить орбиталь на дві області, тому граничні поверхні мають форму гантелей, орієнтованих в просторі під кутом 90 ° один щодо одного. Осями симетрії для них є координатні осі, які позначаються p x. p y. p z.
d-Орбіталі визначаються квантовим числом l = 2 (n ≥ 3), при якому m l = -2, -1, 0, +1, +2, тобто характеризуються п'ятьма варіантами орієнтації в просторі. d орбіталі, орієнтовані лопатями по осях координат, позначаються d z ² і d x ²-y ², а орієнтовані лопатями по бісектрисах координатних кутів - d xy. d yz. d xz.
Сім f -орбіталей. відповідних l = 3 (n ≥ 4), зображуються у вигляді граничних поверхонь, наведених на рис. 2.1.
Квантові числа n. l і m l в повному обсязі характеризують стан електрона в атомі. Експериментально встановлене, що електрон має ще одну властивість - спін. Спрощено спин можна уявити як обертання електрона навколо власної осі. Спіновий квантове чіслоm s має тільки два значення m s = ± 1/2, що представляють собою дві проекції кутового моменту електрона на виділену вісь. Електрони з різними m s позначаються стрілками, спрямованими вгору і вниз.
У багатоелектронних атомах, як і в атомі водню, стан електрона визначається значеннями тих же чотирьох квантових чисел, однак у цьому випадку електрон знаходиться не тільки в поле ядра, але і в поле інших електронів. Тому енергія в багатоелектронних атомах визначається не тільки головним, але і орбітальним квантовим числом, а вірніше їх сумою: енергія атомних орбіталей зростає в міру збільшення суми n + l; при однаковій сумі спочатку заповнюється рівень з меншим n і великим l. Енергія атомних орбіталей зростає відповідно до ряду
Завдання і тести по темі "Електронна будова атомів. Квантові числа електрона"
Уроків: 3 Завдань: 10 Тестів: 1