Пособие по неорганической химии. Фаина Львовна Лубенская
плотность возрастает и достигает максимального значения на расстоянии 0,053 нанометров (нм).
Электроны в атоме находятся лишь в определенных квантовых состояниях, соответствующих определенным значениям его энергии связи с ядром.
Значение энергии электрона является главным квантовым числом, которое может принимать только целостные значения n = 1,2,3 ….∞.
Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется атомной электронной орбиталью, или просто орбиталью. В зависимости от энергии электронов, орбитали имеют различные формы и размеры. Орбиталь, имеющая сферическую форму, обозначается буквой s, а электроны, образующие эту орбиталь, называются s-электронами.
Орбитали, имеющие форму объемной восьмерки (гантелей) называются р-орбиталями, а электроны, которые на них размещаются – р-электронами. Существуют d- и f-орбитали, которые имеют сложную форму, им соответствуют d- и f-электроны. На одной орбитали может находиться не более двух электронов, имеющих противоположный момент вращения вокруг оси (спин1). В этом случае два электрона называются спаренными.
Электроны с близкими значениями энергии составляют в атоме электронный слой, или энергетический уровень. Число энергетических уровней в атоме соответствует номеру периода, в котором находится химический элемент в периодической системе.
Каждый энергетический уровень обозначается своим номером: n = 1, 2, 3, 4 и т.д. или K, L, M, N, O, P, Q.
Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно удвоенному квадрату номера уровня:
N = 2n2
где N – число электронов;
n – номер уровня.
Значения энергии электронов одного и того же энергетического уровня могут несколько различаться, образуя подуровни (подслои). Они обозначаются буквами s, p, d, f.
Число энергетических подуровней на любом конкретном энергетическом уровне равно его номеру.
Электронное состояние атомов элементов 1–4 периодов показано в таблице
Строение электронных оболочек атомов
(Электронная структура атома)
Электроны, кроме движения вокруг ядра, обладают еще и внутренним движением, которое можно упрощенно представить как вращение вокруг собственной оси. Это явление получило название «спин» (от англ. Spin – волчок).
Электронные облака одинаковой формы могут перекрываться, если электроны обладают противоположными спинами, т.е. один как бы вращается вокруг оси по часовой стрелке, а другой против часовой стрелки ↑↓.
Энергетические уровни (слои) подразделяются на подуровни (подслои), отличающиеся друг от друга энергией связи с ядром. Число подуровней в слое зависит от его номера.
Первый энергетический уровень имеет один подуровень, второй – два, третий – три и т.д.
Подуровни в свою очередь состоят из орбиталей и соответственно называются s p d f.
Электронные формулы
Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням изображают в виде электронных формул.
Положение
Подробнее см. в параграфе «Строение электронных оболочек атомов».