Задачи по общей химии
жүктеу/скачать 0.75 Mb. Pdf көрінісі
|
| Клечковского: увеличение энергии, и соответственно, заполнение орбиталей
происходит в порядке возрастания суммы (n+l), а при равной сумме (n+l) – в порядке возрастания n. Порядок распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням в оболочке атома называется его электронной конфигурацией. При записи электронной конфигурации номер уровня (главное квантовое число) обозначают цифрами 1, 2, 3, 4…, подуровень (орбитальное квантовое число) – буквами s, p, d, f. Число электронов в подуровне обозначается цифрой, которая записывается вверху у символа подуровня. Например, электронная конфигурация атома серы имеет вид 16S 1s22s22p63s23p4, а ванадия 23V 1s22s22p6 3s23p63d34s2. Таблица 2.1 Максимальное число электронов на квантовых уровнях и подуровнях Энергети ческий уровень Энергети ческий подурове нь Возможные значения магнитного квантового числа m l Число АО в Максимальное число электронов на подур овне уровне подуров не уровн е 27 K (n=1) s (l=0) 0 1 1 2 2 L (n=2) s (l=0) p (l=1) 0 –1, 0, 1 1 3 4 2 6 8 M (n=3) s (l=0) p (l=1) d (l=2) 0 –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 1 3 5 9 2 6 10 18 N (n=4) s (l=0) p (l=1) d (l=2) f (l=3) 0 –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3 1 3 5 7 16 2 6 10 14 32 Химические свойства атомов определяются, в основном, строением наружных энергетических уровней, которые называются валентными. Полностью завершенные энергетические уровни в химическом взаимодействии не участвуют. Поэтому часто для краткости записи электронной конфигурации атома их обозначают символом предшествующего благородного газа. Так, для серы: [Ne]3s23p4; для ванадия: [Ar]3d34s2. Одновременно сокращенная запись наглядно выделяет валентные электроны, определяющие химические свойства атомов элемента. В зависимости от того, какой подуровень в атоме заполняется в последнюю очередь, все химические элементы делятся на 4 электронных семейства: s-, p-, d-, f-элементы. Элементы, у атомов которых в последнюю очередь заполняется s-подуровень внешнего уровня, называются s-элементами. У s-элементов валентными являются s-электроны внешнего энергетического уровня. У р-элементов последним заполняется р-подуровень внешнего уровня. У них валентные электроны расположены на p- и s-подуровнях внешнего уровня. У d-элементов в последнюю очередь заполняется d-подуровень предвнешнего уровня и валентными являются s-электроны внешнего и d-электроны предвнешнего энергетического уровней. У f-элементов последним заполняется f-подуровень третьего снаружи энергетического уровня. 28 Электронная конфигурация атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых ячейках, которые являются графическим изображением атомной орбитали. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположно направленными спинами . Порядок размещения электронов в пределах одного подуровня определяется правилом Хунда: в пределах подуровня электроны размещаются так, чтобы их суммарный спин был максимальным. Иными словами, орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами. 16S 23V Суммарный спин р-электронов третьего энергетического уровня атома серы m s = ½ – ½ + ½ + ½ = 1; d-электронов атома ванадия – m s = ½ + ½ + ½ = 3/2. Часто графически изображают не всю электронную формулу, а лишь те подуровни, на которых находятся валентные электроны, например, 16S…3s2 3p4 ; 23V…3d34s2 . При графическом изображении электронной конфигурации атома в возбужденном состоянии наряду с заполненными изображают вакантные валентные орбитали. Например, в атоме фосфора на третьем энергетическом уровне имеются одна s-АО, три р-АО и пять d-АО. Электронная конфигурация атома фосфора в основном состоянии имеет вид 15Р… 3s2 3p3 . 29 Валентность фосфора, определяемая числом неспаренных электронов, равна 3. При переходе атома в возбужденное состояние происходит распаривание электронов состояния 3s и один из электронов с s-подуровня может перейти на d-подуровень: Р*… 3s2 3p3 3d1 При этом валентность фосфора меняется с трех (РСl3) в основном состоянии до пяти (РCl5) в возбужденном состоянии. жүктеу/скачать 0.75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|