Стр. 31 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
29
Правило Гунда: в устойчивом состоянии
атома электроны размещаются в пределах одного
электронного подуровня таким образом, чтобы их
суммарный спин был максимален.
Это правило было выведено немецким физи-
ком Ф.Гундомв 1927 г. на основе анализа атом-
ных спектров.
Согласно этому правилу, заселение орбиталей,
относящихся к одному и тому же энергетическому
подуровню, начинается одиночными электронами с
параллельными (одинаковыми по знаку) спинами. В
результате суммарный спин (∑s) всех электронов в
атоме должен быть максимальным.
Только в этом случае обеспечивается минимум энергии в атоме. После
того, как электроны с одинаковым спином займут все свободные орбитали,
дальнейшее заселение электронами будет сопровождаться появлением элек-
тронных пар.
Например: для атома, находящегося в невозбужденном состоянии с элек-
тронной конфигурации внешнего подуровня 2р3 , возможны следующие вариан-
ты размещения электронов:
1. Суммарный спин электронов: ½ +½ +½ = 3/2;
2. Суммарный спин электронов: ½ - ½ +½ = ½;
3. Суммарный спин электронов: ½ - ½ +½ = ½.
Видно, что только в первом случае, когда каждой АО соответствует элек-
трон со спином +1 /2, достигается максимальный суммарный спин. Значит, это и
есть энергетически самое выгодное энергетическое состояние системы. Со-
стояния атома с меньшими значениями суммарного спина электронов будут
менее выгодными и, в отличие от первого, называемого основным, будут отно-
ситься к возбужденным состояниям.
Первое правило Клечковского (принцип наименьшей энергии): В основ-
ном состоянии каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была
минимальной. Чем меньше сумма (n + l), тем меньше энергия орбитали. При
заданном значении (n + l) наименьшую энергию имеет орбиталь с меньшим
значением n.
Формулировка правила: При увеличении заряда ядра атома после атом-
ных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного
и орбитального квантовых чисел (n + l) к орбиталям с большим значением этой
суммы.
Электронное строение атомов К и Са соответствует этому правилу. Дей-
ствительно, для 3d-орбиталей (n =3 и l = 2) сумма равна 5, а для 4 s-орбитали
В. Паули