Строение многоэлектронных атомов. Принцип наименьшей энергии. Принцип Паули. Правило Хунда. Правило Клечковского. Электронные и электроно - графические формулы атомов элементов в основном и возбужденных состояниях.

Другие предметы Университет Строение атома строение многоэлектронных атомов принцип наименьшей энергии принцип Паули правило Хунда правило Клечковского электронные формулы атомов возбужденные состояния атомов Новый

Строение многоэлектронных атомов является важной темой в химии, так как оно помогает понять, как электроны распределяются по энергетическим уровням и подуровням. Давайте рассмотрим ключевые принципы и правила, которые регулируют это распределение.

1. Принцип наименьшей энергии

Этот принцип гласит, что электроны заполняют энергетические уровни и подуровни в порядке возрастания их энергии. То есть, сначала заполняются самые низкоэнергетические уровни, а затем постепенно переходят к более высоким. Это означает, что электроны стремятся занять наиболее стабильные состояния.

2. Принцип Паули

Принцип исключения Паули утверждает, что в одном атоме не может быть двух электронов с одинаковыми квантовыми числами. Это означает, что каждый электрон в атоме должен иметь уникальный набор квантовых чисел, что приводит к тому, что на одном подуровне могут находиться только два электрона, и они должны иметь противоположные спины.

3. Правило Хунда

Правило Хунда гласит, что при заполнении подуровней с несколькими орбиталями (например, p, d, f) электроны сначала занимают все доступные орбитали по одному, прежде чем начать заполнять их парами. Это связано с тем, что такое распределение минимизирует электрическое отталкивание между электронами и делает систему более стабильной.

4. Правило Клечковского

Правило Клечковского (или принцип Клечковского) помогает определить порядок заполнения электронных уровней. Оно гласит, что электроны заполняют подуровни в порядке возрастания суммы главного квантового числа (n) и орбитального квантового числа (l). Например, подуровень 4s заполняется раньше, чем 3d, поскольку 4+0 < 3+2.

5. Электронные и электроно-графические формулы атомов

Электронные формулы показывают распределение электронов по уровням и подуровням. Например, для атома углерода (C) с 6 электронами электронная конфигурация будет 1s² 2s² 2p². Это означает, что 2 электрона находятся на первом уровне (1s), 2 электрона на втором уровне в s-подуровне (2s) и 2 электрона в p-подуровне (2p).

Электронно-графические формулы представляют собой более наглядные схемы, где электроны изображаются как стрелки, указывающие вверх или вниз, что позволяет увидеть спины электронов. Например, для атома углерода это будет выглядеть так:

• 1s: ↑↓
• 2s: ↑↓
• 2p: ↑ ↑

В возбужденном состоянии электроны могут занимать более высокие уровни, что изменяет их конфигурацию. Например, если один электрон из 2s поднимается на 2p, то конфигурация станет 1s² 2s¹ 2p³.

Таким образом, понимание этих принципов и правил позволяет предсказать, как электроны будут распределяться в многоэлектронных атомах, что является основой для изучения химических свойств элементов.