14
каждому значению
l
соответствует 2
l
+ 1 разных состояний,
отличающихся значением
m
l
,
кратность вырождения
n
-
го
уровня
:
Σ
(2
l
+ 1) =
n
2
Для атома Н энергетическая диаграмма состояний электрона
следующая:
Состояние
1s
–
основное состояние (состояние с минимальной
энергией), остальные состояния –
возбуждѐнные. Следует обратить
внимание на то, что энергия состояния электрона и энергия
возбуждения –
разные понятия. Энергия состояния электрона
относится к
энергетическому уровню, тогда как энергия
возбуждения относится к переходу электрона с одного уровня на
более высокий энергетический уровень.
В
многоэлектронных
атомах
необходимо
учитывать
взаимодействие электронов друг с другом. Для учѐта этого
взаимодействия вводится понятие
эффективного заряда ядра
(
Z
эфф.
): на электрон внешнего уровня действует заряд, меньший
истинного заряда ядра, т. к. внутренние электроны экранируют
ядро. Такое одноэлектронное
приближение сводит описание
многоэлектронного атома к рассмотрению системы,
состоящей из
одного электрона, находящегося в поле ядра с эффективным
зарядом
Z
эфф.
Главный результат такого приближения сводится к
следующему: при заданном значении
главного квантового числа
n
подуровни
s, p, d, f
имеют последовательно увеличивающую
энергию:
s < p < d < f
(т. е. вырождение снимается).
Электронные
конфигурации
(ЭК
)
атомов
и
ионов
.
ЭК атома
представляет собой запись в виде символов АО с указанием числа
электронов в этом состоянии в порядке возрастания главного
квантового числа.
Например, ЭК (
2
Не):
1s
2
.
Е, эВ
–
13,6
–
3,4
–
1,5
1s (
n
= 1,
l
= 0)
2s
3s
2p (
n
= 2,
l
= 0,1)
3p
3d (
n
= 3,
l
= 0,1,2)
E
1
2
E
2
3
15
Для написания ЭК используются следующие правила:
1)
Принцип
наименьшей энергии. Заполнение АО электронами
начинается с орбиталей наименьшей энергии.
Энергия АО
увеличивается в порядке возрастания суммы квантовых чисел
n
+
l
,
а при одинаковой сумме этих чисел –
в порядке возрастания
n
(правила Клечковского).
2)
Принцип
Паули. В атоме не существует двух электронов,
характеризующихся одинаковым набором 4
-
х квантовых чисел (
n, l,
m
l
, m
s
). Следовательно, на одной АО может находиться
не
более
двух электронов с разными значениями
m
s
.
3)
Правило
Хунда. На АО с одним значением
l
электроны
распределяются так, чтобы суммарный спин был максимален.
Справедливо только для основного состояния.
Достарыңызбен бөлісу: