Structura atomilor multi-electron

2.Stroenie atomi multielectron. Principiul cel mai puțin de energie, principiul de excluziune al lui Pauli, regula lui Hund, principiul Aufbau. formula electronică

Numărul de electroni care pot fi la același nivel energetic, determinat prin formula 2N2 unde n - nivelul de număr. Maxim de umplere primele patru nivele de putere: primul nivel - 2 electroni, al doilea - 8, pentru a treia - 18 pentru a patra - electron 32. Umplerea maximă posibilă a electronilor la niveluri mai mari de energie nu a fost realizat în atomii elementelor cunoscute.

calcule mecanice cuantice arată că în multe electroni nivelul de energie nu este aceeași; electronii umple orbitali atomici de diferite tipuri și au diferite de energie. Fiecare nivel de energie, cu excepția primei, este împărțit într-un număr de subnivele de energie, cât de multe tipuri de orbitali include acest nivel. Al doilea nivel de energie este împărțit în două subnivele (2s - și 2p-subniveluri), al treilea nivel energetic - în trei subnivele (3S-, 3p- și 3D-subniveluri).

Fiecare s-subnivel conține una s orbital, fiecare p-subnivel - trei orbitali p, d-subnivel la fiecare șapte f-Orbitali.

umplerea Regularitatea coji de electroni de atomi Principiu determinat parolć stabilit în 1925 de către fizicianul elvețian Pauli (principiul lui Pauli):

Atomul nu poate fi simultan doi electroni cu același set de patru numere cuantice cuantice (umplerea orbitali de electroni are loc după cum urmează: în primul rând pe fiecare locație pe orbita unui electron, iar apoi, după umplerea celui de al doilea orbitalii sunt distribuite electroni cu spin opus).

Folosind conceptele de numere cuantice se poate spune că:

Fiecare electron dintr-un atom este caracterizat în mod unic prin propriul set de patru numere cuantice - principalul n, orbitalnogol ml magnetic și de spin ms.

Populațiile nivelurile de energie electronice, subnivele și orbitali atomici se supune următoarelor reguli:

În atomul neexcitat toți electronii au cea mai mică energie (cel mai mic principiu de energie).

Aceasta înseamnă că fiecare dintre învelișul de electroni al unui atom de umplere are un astfel atom orbital să aibă, în general, energie minimă. Consistently subnivele energie cuantică crește în următoarea ordine: 1s - 2s 2p - 3s - 3p - 4s -3D - 4P - 5s - ....

Acest ordin de creștere a subnivel de energie determină locația elementelor din tabelul periodic.

Umplerea orbital atomic în termen de o subnivel de energie are loc în conformitate cu o normă formulată fizician german Hund F. (1927) (regula lui Hund):

Pentru o valoare dată a numărului l cuantic (adică, în termen de un sub-strat) in electronii de stat la sol sunt aranjate astfel încât valoarea spinului atomică totală maximă. Acest lucru înseamnă că trebuie să fie subnivelul numărul maxim posibil de electroni nepereche.

Ordinea crescătoare a energiei orbitale atomice în atomi complex descris regula Klechkovskii: atomice crește energia orbitală în conformitate cu creșterea n + l principal si numerele cuantice orbitale. În cazul în care aceeași valoare a cantității de energie mai puțin în orbitali atomici cu o valoare mai mică a numărului cuantic principal.

Distribuția electronilor în diferite orbitali atomici se numește configurația electronică a atomului. configurația electronică cu cea mai mică energie corespunde cu starea fundamentală a atomului, celelalte configurații sunt stările excitate.

Electron atomi de configurație descriu două moduri - ca formule de electronice și modele de difracție de electroni. Când scrieți formule folosind principal electronice și numere cuantice orbitale. Notăm subnivel prin numărul cuantic principal (numeric) și numărul cuantic orbital (corespunzător litere). Numărul de electroni în subnivelul descrie SuperScript. De exemplu. Pentru starea electronica la sol a atomului de hidrogen cu formula: 1s1.

Mai complet structura subnivele electronice pot fi descrise cu ajutorul diagramelor de difracție de electroni, unde distribuirea subnivele de electroni sunt sub forma de celule cuantice. Orbital în acest caz este în mod convențional descrie pătrat, în apropiere de subnivelul de desemnare din jur. Subnivele la fiecare nivel ar trebui să fie ușor compensate în înălțime, pentru că energia lor este oarecum diferită. Electronii Săgețile reprezintă ¯ sau în funcție de semnul numărului cuantic de spin.

Având în vedere structura configurația electronică a atomilor toate elementele cunoscute, în conformitate cu valoarea numărului cuantic orbital al ultimului care trebuie completate de subnivel pot fi împărțite în patru grupe: elemente s-, elemente p, d-elemente, elemente-f.

3.Main tipuri de legături chimice. Detalii privind legătura chimică. Energia de legare. lungimea de obligațiuni

Când formarea legăturilor chimice sunt redistribuite în spațiu densităților de electroni, inițial aparținând la atomi diferiți. Deoarece cel mai puțin ferm legat de nivelul de electroni extern de bază, acești electroni rol principal în formarea unei legături chimice. Numărul de legături chimice formate dintr-un anumit atom dintr-un compus numit valență. Electronii care participă la formarea legăturilor chimice, numite valență: Elemente și p y S- - acesta electronii exterioare din elemente d- - externe (ultima) s-electroni și penultimele d-electroni. Din punct de vedere energetic este atomul cel mai stabil, al cărui exterior conține numărul maxim de electroni (electroni 2 și 8). Acest nivel se numește complet. A terminat diferite niveluri și caracteristici de înaltă rezistență a atomilor de gaz nobil, deci în condiții obișnuite, ei sunt capabili de gaz inert chimic monoatomic.

Atomii de alte elemente în afara nivelurilor de energie ale neterminate. În procesul de reacții chimice realizate niveluri de finalizare extern care se realizează fie prin atașarea sau impact de electroni, dar, de asemenea, perechile de electroni de formă generală. Aceste procese duc la formarea a două tipuri majore de comunicare: covalente și ionice. Astfel, în timpul formării fiecărui atom al moleculei caută să achiziționeze un înveliș stabil electron exterior, fie doi electroni (d) sau opt zlektromnuyu (octetului). Acest model este baza pentru formarea teoriei legăturii chimice. formarea legăturilor chimice prin completarea straturilor exterioare în formarea atomilor de obligațiuni, însoțite de evoluția unor cantități mari de energie, adică legarea chimică are loc întotdeauna exotermic, deoarece aceasta conduce la apariția unor noi particule (molecule) având în condiții normale de rezistență mai mare, și, prin urmare, acestea sunt mai puțin energie decât originalul. Unul dintre parametrii importanți care determină ce legătură este formată între atomii este electronegativitate, adică abilitatea unui atom de a atrage electroni de la alți atomi. Electronegativitate elemente atomi variază treptat, în perioadele sistemului periodic, la stânga și la creșterea valorii sale de sus în jos în grupuri - este redusă.