состояние электронов в атомах
TRANSCRIPT
![Page 1: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/1.jpg)
Состояние электронов в атомах
Почему электрон не падает на ядро?
Квантовая теория подразумевает, что энергия электрона может принимать только определенные значения, т.е. квантуется. Энергия электрона, форма электронного облака и другие параметры описывают состояние электрона в атоме. Состояние электрона характеризуется совокупностью чисел, называемых квантовыми числами.Главное квантовое число n служит для отнесения состояния электрона к тому или иному энергетическому уровню, под которым понимается набор орбиталей с близкими значениями энергии. Главное квантовое число может принимать любое значение из области натуральных чисел, т.е.n=1, 2, 3.
ОРБИТАЛИОРБИТАЛИ -- место расположения место расположения электрона в атоме. электрона в атоме.
![Page 2: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/2.jpg)
Орбитальное квантовое число Энергетический уровень включает в себя несколько
орбиталей. Орбитали с одинаковой энергией, принадлежащие одному энергетическому уровню, образуют энергетический подуровень. Отнесение орбитали к какому-либо подуровню производится при помощи побочного (орбитального) квантового числа l. Орбитальное квантовое число показывает, какому подуровню данного энергетического уровня соответствует характер движения рассматриваемого электрона. Очень часто состояния электрона обозначают латинскими буквами, при этом состояние с l=0 называют s-орбиталью, l=1 — р-орбиталью, l=2 — d-орбиталью l=3 — f-орбиталью, l=4 — g-орбиталью и т.д.Электронные облака орбиталей с разными значениями l имеют разную конфигурацию, а с одинаковыми l похожую.
![Page 3: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/6.jpg)
Магнитное квантовое число
Для того, чтобы различать электроны, занимающие одинаковые по энергии орбитали, введено магнитное квантовое число ml. Его квантово-механический смысл в том, что ml выражает проекцию орбитального момента импульса на направление магнитного поля. Именно магнитное квантовое число отражает пространственную ориентацию орбиталей с одинаковым числом l.
![Page 7: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/7.jpg)
Спиновое квантовое число
Спин электрона есть собственный момент количества движения. Хотя интерпретация этого свойства сложна, его можно уподобить вращению электрона вокруг своей воображаемой оси.
![Page 8: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/8.jpg)
Согласно принципу наименьшей энергии, сначала заполняется энергетический уровень с n=1, затем, после заполнения первого уровня, с n=2 и т.д. Всего на первом уровне (n=1) может находиться только два электрона, на втором (n=2) восемь, на третьем (n = 3) восемнадцать, т.е. на уровне с номером n может находиться не более 2n электронов. Это следует из другого правила, которое выполняется при построении электронной оболочки атома и называется принципом Паули:в атоме не может быть электронов, у которых бы совпадал весь набор из четырех квантовых чисел.
2
![Page 9: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/10.jpg)
+1Н) 1е
1s1
![Page 11: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/11.jpg)
+2Не) 2е
1s2
![Page 12: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/12.jpg)
1s2
+3Li) ) 2 1
2s1
![Page 13: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/13.jpg)
1s2
+4Be) ) 2 2
2s2
![Page 14: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/14.jpg)
1s2
+5B) ) 2 3
2s2
2р1
![Page 15: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/15.jpg)
+6С) ) 2 4
2s2
2р2
1s21s2
У доски продолжить схемы до окончания II периода. Внешний уровень у неона будет завершён!!! Нарисовать схемы для атомов III периода, согласно повторяемости(периодичности строения внешнего уровня, т.е. у Na строение 3 уровня будет как у Li, у Mg как у Be и т.д.
![Page 16: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/16.jpg)
1s2
+19К) ) ) 2 8 8 1
2s2
2р6
3s2
4s1
3р6
)
![Page 17: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/17.jpg)
+3Li) ) 2 1
2s1
…
+19К) ) ) 2 8 8 1
+11Na) ) ) 2 8 1
)
…
…
3s1
4s1
Суть периодичности – повторяемость строения внешнего уровня
Элементы, у которых заполняется S – подуровеньназываются s –элементами и т.д.
![Page 18: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/18.jpg)
1s2
+20Ca) ) ) 2 8 8 2
2s2
2р6
3s2
4s2
3р6
)
![Page 19: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/19.jpg)
+21Sc) ) ) 2 8 9 2
)
…
3s2
3р6
4s2
3d1
Сам. Ti, V
![Page 20: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/20.jpg)
+24Cr) ) ) 2 8 13 1
)
…
3s2
3р6
3d5
В атоме Cr происходит «провал» электрона. Конфигурация
и
3d5
3d10 более энергетически устойчива.
4s1
ВНИМАНИЕ!!! Число неспаренных электронов у хромасовпадает с № его группы, значит высшая степеньокисления + 6
![Page 21: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/21.jpg)
+25Mn) ) ) 2 8 13 2
)
…3s2
3р6
3d5
так конфигурация 3d5
более энергетически устойчива.
4s2
Число неспаренных электронов у Mn 5, но высшая степень окисления + 7(№ гр.), так в возб. состоянии один 4s электрон станет 4р.Это возможно в пределах одного уровня. САМ. Fe,Co,Ni (триада 8 группы)
![Page 22: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/22.jpg)
+24Cu) ) ) 2 8 18 1
)
…
3s2
3р6
3d10
В атоме Cu также происходит «провал» электрона. Конфигурация
3d10 более энергетически устойчива.
4s1
ВНИМАНИЕ!!! У Zn … 4s2А далее расположены р-элементы от Ga до Kr
![Page 23: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/23.jpg)
У элементов V периода идёт заполнение подуровней в следующем порядке: 5s 4d 5p и тоже есть исключения - «провалы» электронов (см. табл. Менделеева в учебнике).
![Page 24: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/24.jpg)
В VI и VII периодах появляются f –элементы на 3-ем снаружи уровне.4f- элементы – лантаноиды5f- элементы – актиноиды
Так, Cs и Ba - 6s – элементы;La 5d-элементCe - Lu – 4 f- элементыЗдесь также встречаются «провалы»,связанные с эн.устойчивостью Наполовину и полностью заполненныхf- подуровней.
![Page 25: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/25.jpg)
Ряд последовательного заполнения электронами орбиталей атомов
![Page 26: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/26.jpg)
Шкала энергии
Каждый электрон в атоме занимает свободную орбиталь с наиболее низкой энергией, отвечающей его прочной связи с ядром, — принцип наименьшей энергии. С ростом порядкового номера элемента электроны заполняют орбитали и уровни в порядке возрастания их энергии, а подуровни — в последовательности s-p-d-f. Последовательность возрастания энергии называется шкалой энергии.
![Page 27: состояние электронов в атомах](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022103001/557f6878d8b42af1298b4ab9/html5/thumbnails/27.jpg)
Домашнее задание
§2, вопросы 4,5,6 §3, вопросы 3,5,6.7