Стр. 32 - Строение атома и химическая связь

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
30
(n = 4 и l = 0) равна 4. Следовательно, 4 s-подуровень должен заполняться рань-
ше, чем 3d подуровень, что в действительности и происходит.
Второе правило Клечковского: При одинаковых значениях суммы (n + l)
заполнение орбиталей происходит последовательно в направлении возрастания
значения главного квантового числа n.
Эта ситуация наблюдается, например, при переходе от кальция к скандию.
Наиболее устойчивое состояние атома это такое состояние, в котором
суммарная энергия электронов минимальна. Порядок заполнения электронами
энергетических уровней основан на принципе сохранения минимума энергии
электрона.
В многоэлектронных атомах энергетические состояния можно располо-
жить в ряд в порядке возрастания энергии орбиталей:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 5d ≈ 4f < 6p и т.д.
В принципе, электрон может занять любую свободную орбиталь, но, ис-
ходя из правила минимума энергии, всегда, в первую очередь, предпочитает ту
орбиталь, у которой энергия ниже.
Принцип запрета Паули ограничивает число электронов на каждой орби-
тали. Поэтому в одной ячейке (на одной атомной орбитали) может быть только
один или два электрона. На каждом s-подуровне (одна s-орбиталь) могут
находиться два электрона, на каждом p-подуровне (три p-орбитали) – шесть
электронов, на каждом d-подуровне (пять орбиталей) – десять электронов и т.д.
Правило Гунда определяет порядок заселения атомных орбиталей, имеющих
одинаковую энергию.
Е , _ _ _ 6p
кДж _ _ _ _ _ 5d
_ _ _ _ _ _ _ 4f
-6s
_ _ _ 5p
_ _ _ _ _ 4d
-5s
_ _ _ 4p
_ _ _ _ _ 3d
- 4s
_ _ _ 3p
- 3s
_ _ _ 2p
- 2s
- 1s
Рис. 1.11. Энергетическая схема расположения энергетических подуровней в порядке
возрастания их энергии в многоэлектронных атомах
Из рис. 1.11 видно, что энергия (n – 1)d-орбиталей во время заполнения
атома электронами, меньше энергии ns-орбиталей. В электронной структуре f-