Принцип Паули. Емкость энергетических уровней и подуровней атомов элементов

Принцип Паули: в атоме не может быть 2 электронов с одинаковым набором всех 4 к.ч. Могут быть попарно параллельны все, кроме хотя бы s. Число электронов на подуровне – 2(2l+1). Максимальное число электронов на уровне – 2n². Максимальное число электронов на уровне - 32.

Распределение электронов по уровням и подуровням изображается с помощью электронных формул или ячеек.

Ограничение принципе Паули: внешний электронные слой элемента (за исключением эл-та 46 Pd) может состоять только из двух (s и p) подуровней, то есть его максимальная конфигурация s²p⁶, т.е. 8 электронов.

Связь периодического закона со строением электронных оболочек атомов. Правило Клечковского. Энергетические ячейки. Правило Гунда.

Период – это последовательность атомов с одинаковым числом электронных слоев. Электроны при застройке оболочек заполняют наиболее выгодные в энергетическом плане подуровни. Состояние электрона в атоме, описываемое числами l, m, n называется атомной электронной орбиталью.

1 правило Клечковского. Последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значение (n+l) к орбиталям с большим значением этой суммы.

2 правило Клечковского. При одинаковом значении (n+l) заполнение орбиталей происходит последовательно в порядке увеличения n.

Порядок заполнения орбиталей 1s2а 2s2а2p6а 3s2а3p6а4s2а 3d10а4p6а 5s2а 4d10а 5p6а 6s2а 5d1а 4f14а 5d2а10а 6p6а7s2а6d1а 5f14а 6d2а10а 7p6.

Т.о. периодическая система отражает порядок заполнения электронами квантовых слоев атомов любых элементов.

Правило Гунда: суммарный спин данного подуровня должен быть максимален. Электроны стремятся занять max возможное число свободных квантовых состояний.

7. Периодический закон Д.И.Менделеева и периодическая система элементов: ряды, периоды, подгруппы, порядковый номер.

Менделеев открыл периодический закон в 1869 году и дал ему такую формулировку «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов». Периодическая система – по сути графическое изображение периодического закона.

Сегодня ПЗ звучит так: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер атомов элементов.

Периодическое изменение свойств химических элементов. Радиус атомов, сродство к электрону, энергия ионизации, электроотрицательность.

Атомы не имеют четких границ, поэтому абсолютное значение радиуса атома определить невозможно. Можно условно принять за радиус расстояние от ядра до максимума электронной плотности (орб радиус атома) или половину расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллах (эффективные радиусы атомов). Атомный радиус убывает по периоду (с увеличением заряда ядра), несколько увеличивается по группе (с увеличением количества орбиталей).

ЭИ – энергия, которую необходимо затратить, чтобы оторвать электрон от нейтрального атома и удалить его на бесконечно большое расстояние (эВ). Атом превращается в + ион. Потенциал ионизации – напряжение, которое необходимо приложить, чтобы оторвать электрон от атома. Существует несколько ионизирующих потенциалов (1-ый = энергии связи, 2-ой > энергии связи). Наиболее важный – 1 (Li 1 – 5,39 B; 2 – 75,62 B; 3 – 122,4 B). Скачкообразный характер потенциалов ионизации указывает на то, что электроны вокруг ядра расположены слоями. Чем больше ЭИ, тем более выражены неметаллические свойства элемента. ЭИ возрастает по периоду.

Энергия сродства к электрону – энергетический эффект присоединения электрона к атому (атом превращается в – ион). Чем больше ЭСЭ, тем ярче неметаллические свойства.

Электроотрицательность – количественная характеристика способности атома в молекуле притягивать к себе электроны. полусумма ЭСЭ и ЭИ (по Малликену). Полинг – ЭО – разность энергии диссоциации соединения AB и образующих его молекул АА и ВВ, ввел относительную шкалу, приняв ЭО фтора за 4. Чем больше электроотрицательность, тем легче его атомы превращаются в – ион. ЭО возрастает по периоду и уменьшается по группе.