Квант сандарының мәндеріне байланысты электрондардың орындарын (орбитальдарды) шығару

Квант сандарының мәндеріне байланысты электрондардың орындарын (орбитальдарды) шығару

• Төртінші квант қабатында n=4; l=0,1,2,3. Ал магнит квант санының мәндері: 0; 1; 2; 3. Бұрынғыдай, кестеде көрсетілгендей, 4S, 4P, 4d пайда болады және қосымша 4f деген орбиталь пайда болады.

• 4S, 4P, 4d орбитальдарында сәйкесінше 2, 6, 10 электрон, ал 4f орбитальда 14 электрон болады. Сонымен, 4-ші кванттық қабаттағы электрондардың максимал саны 2n2 формуласы бойынша 32-ге тең.

• Дәл осылай бесінші, алтыншы, жетінші квант қабаттарындағы электрондардың max саны анықталады. Бірақ жалпы химия деңгейінде 4f деген орбитальдан әрі қарай қарастырылмайды.

• S- орбитальда электрондардың мүмкін болатын максимал саны 2-ге тең. Үш Р-орбитальда - 6-ға тең; Бес d - орбитальда - 10-ға тең; Жеті f-орбитальда 14-ке тең.

• Орбитальдарды әріптермен белгілеп, электрондар санын көрсетіп жазғанда, элементтің электрондық формуласы шығады. Ұяшықтарын сызып белгілесек, электрондық формуланың графикалық түрі шығады.

Квант қабаттарының электрондармен толтырылуы

• Паули принципі
• Швейцария физигі Паули 1925 жылы электрондарды орбитальдарға орналастыру жөнінде тиым салу принципін ұсынды

• «Атомдағы 2 электронның 4 квант санының төртеуі де бірдей болмайды. Атомдағы әрбір электронның ең кемінде бір квант саны өзгеше болу керек.

• Мысал үшін n=1 болғандағы К- квант қабатын алайық, сонда n=1; l=0 (себебі l=n-1); m=0; ms = + ;

бұл 1-ші электронның квант сандары. Ал келесі электрон үшін n=1; l=0; m=0; ms = -

• Паули принципінен шығатын салдар: “Бір орбитальда болатын 2 электронның спиндері қарама қарсы болады”.

• Бұл электрондарды былай белгілейді:

• Хунд ережесі. “Орбитальдар электрондармен толтырылғанда, ең бірінші электрондар жеке-жеке орналасады, содан кейін қосақталады.

• Мысалы, азот атомы үшін Z = 7, электрон саны - 7; электрондық формула:1s2 2s 2 2p3 .
• 1s және 2s орбитальдары электрон қосақтарымен толтырылады:

• Клечковский заңы
• Көп электронды атомдардың орбитальдарын электрондармен толтырғанда, ең бірінші энергиясы аз орбитальдар толтырылады.

• 1 s <2 s <2 p <3 s <3 p <4 s 3d<4 p <5 s 4d<5 p <6 s 5d 4f<6 p <7 s 6d 5f<7 p
• Осы заңдылықты 1926 жылы совет ғалымы В.М.Клечковский тұжырымдады.

• Электронның берілген екі жағдайының қайсысында бас және орбиталь квант сандарының қосындысы (n+l) кіші болса, соның энергиясы кіші болады, cол орбиталь бұрын толтырылады.

• Мысалы: 3d және 4s орбиталін қарастырайық:
• 3d үшін n=3; l=2; n+l = 5
• 4s үшін n=4; l =0 ; n +l =4

• 4s орбиталінің n +l қосындысы кіші, демек бұл орбитальдың энергиясы кіші, сондықтан ол бұрын толтырылады.

• 2) Егер n мен l-дің қосындысы бірдей болса, энергия бас квант санына тәуелді. Қай орбитальдің n мәні кіші болса, соның энергиясы кіші.

• Мысалы: 4s үшін n=4; l=0; n+l=4
• 3p үшін n=3; l=1; n+l= 4
• 4s және 3p орбитальдар үшін n+l қосындысы бірдей, ал 3p - үшін n кіші, сондықтан 3p бұрын толтырылады.

• 4s және 3p орбитальдар үшін n+l қосындысы бірдей, ал 3p - үшін n кіші, сондықтан 3p бұрын толтырылады.

Атомдардың электрондық құрылымы және периодтық система

• 1869 жылы Д.И. Менделеев ашқан периодтық заңның қәзіргі заманда оқылуы: “Жай заттардың қасиеттері және элементтердің қосылыстарының қасиеттері мен түрлері элементтердің атомдарының ядросының зарядына периодты тәуелділікте болады”.

• Периодтық заңның графиктік кесте түріндегі бейнесі периодтық жүйе болып табылады. Периодтық жүйе периодтардан және топтардан құралады.

• Период дегеніміз - “ядро зарядының біртіндеп өсу және қасиеттерінің белгілі тәртіп бойынша өзгеру ретімен орналасқан элементтер жиынтығы”.

• Период нөмірі бас квант санына сәйкес. Периодтар кіші, үлкен деп бөлінеді. І, ІІ, ІІІ периодтар- кіші, ал ІV, V, VІ VІІ периодтар - үлкен.

Топтар. Негізгі және қосымша топтар.

• Топ дегеніміз - жоғары оң валенттілігі бірдей элементтердің жиынтығы. Негізгі топша элементтерінің атомдарының соңғы электрондары ең сыртқы қабаттың s немесе p - орбитальінде орналасады. Бұл элементтер «s»- және «p-элементтер» деп аталады.

• Негізгі топшалар ұзын, оларға барлық периодтың элементтері кіреді. Қосымша топшалар ІV - периодтан басталады. Бұлар d-орбиталі толтырылатын элементтерден тұрады. Ал бұл элементтер «d-элементтер» деп аталады.

• І,ІІ топтардың негізгі топшаларындағы элементтер - s элементтер. ІІІ, ІV, V, VІ, VІІ, VІІІ топтардың негізгі топшаларындағы элементтер - p-элементтер.
•  

• Қосымша топшалардағы элементтер - d-элементтер. Ал VІ және VІІ периодтарда 14 элементте f-орбиталь толтырылады, бұлар f-элементтер.
•