Электронные конфигурации и орбитальные диаграммы можно определить, применяя принцип Ауфбау (каждый добавленный электрон занимает подоболочку с наименьшей доступной энергией), принцип исключения Паули (два электрона не могут иметь одинаковый набор из четырех квантовых чисел) и правило максимальной множественности Хунда (по возможности электроны сохраняют неспаренные спины на вырожденных орбиталях).
Относительные энергии подоболочек определяют порядок заполнения атомных орбиталей (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p и т. д.). Для различных оболочек и подоболочек динамику проникающей способности электрона можно изобразить следующим образом:
1s > 2s > 2p > 3s > 3p > 4s > 3d > 4p > 5s > 4d > 5p > 6s > 4f....
Эффект экранирования и проникновения на орбиту значителен, и 4s-электрон может иметь меньшую энергию, чем 3d-электрон.
Электроны на крайних орбиталях, называемые валентными электронами, ответственны за большую часть химического поведения элементов. В периодической таблице элементы с аналогичной конфигурацией валентных электронов обычно встречаются в одной группе.
Есть некоторые исключения из предсказанного порядка заполнения, особенно когда могут образовываться наполовину или полностью заполненные орбитали. В случае Cr и Cu полузаполненные и полностью заполненные подоболочки, по-видимому, представляют собой условия преимущественной стабильности. Эта стабильность такова, что электрон смещается с 4s-орбитали на 3d-орбиталь, чтобы получить дополнительную стабильность полузаполненной 3d-подоболочки (в Cr) или заполненной 3d-подоболочки (в Cu). Встречаются и другие исключения. Например, прогнозируется, что Ниобий (Nb, атомный номер 41) будет иметь электронную конфигурацию [Kr]5s24d3. Однако экспериментально его электронная конфигурация в основном состоянии на самом деле представляет собой [Kr]5s14d4. Мы можем придать больший смысл этому наблюдению, если отметим, что электрон-электронные отталкивания, возникающие при спаривании электронов на 5s-орбитали, больше, чем разрыв в энергии между 5s- и 4d-орбиталями.
Из главы 1:
Now Playing
Covalent Bonding and Structure
16.3K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
72.6K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
21.0K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
16.1K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
18.8K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
14.0K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
9.0K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
12.6K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
16.5K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
18.8K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
10.3K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
20.4K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
17.3K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
25.4K Просмотры
Covalent Bonding and Structure
23.4K Просмотры
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены