Строение электронных оболочек

Заполнение электронами энергетических уровней и подуровней происходит в соответствии с принципом минимальной энергии, правилами Гунда и Клечковского:

(2.3)

Пример 2. Сколько протонов и нейтронов содержат ядра изотопа ? Написать электронную формулу рассматриваемого элемента, распределить валентные электроны по квантовым ячейкам.

Решение. 1. Количество протонов и нейтронов рассчитаем по формулам (2.1) и (2.2): , .

Здесь заряд ядра атома кальция Z = 20, атомная масса изотопа кальция А = 41. Получим Р = 20, n = 41-20 = 21.

2. Используя алгоритм распределения электронов по подуровням (2.3), составим электронную формулу атома кальция:

.

Так как последним заполняется s-подуровень, кальций относится к s-семейству.

3. Валентными у кальция являются внешние 4s² электроны. Их распределение по квантовым ячейкам: 4s²

Пример 3. Какие значения квантовых чисел n, l, m_l, m_s имеют валентные электроны атома ? Напишите электронную формулу элемента.

Решение. 1. Электронную формулу атома алюминия составим согласно формуле (2.3):

.

Известно, что валентными для s и p-элементов являются электроны внешнего слоя. Для атома алюминия это 3s²3p¹.

2. Состояние электрона в атоме описывается набором четырех квантовых чисел в виде групп символов nl^x:

а) n - главное квантовое число, определяется по номеру заполненного уровня;

б) l - побочное (орбитальное) квантовое число. Для s-подуровня l=0; для р-подуровня l=1; для d-подуровня l=2 и т.д.; х - число электронов на этом подуровне;

в) m _l– магнитное квантовое число, принимающее следующие значения: ;

г) m _s - спиновое квантовое число, принимающее значения ±1/2.

13 Al	3s2		3p1
		­¯			­
n=	3 3	-1
l=	0 0
ml =   ms=	0 0

Для определения квантовых чисел необходимо распределить валентные электроны по квантовым ячейкам: