 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Периодическая система элементов Менделеева
В 1869 г. Менделеев открыл периодический закон изменения химических и физических свойств элементов в зависимости от их атомных масс. Теория периодической системы основывается на следующих положениях:
1. Порядковый номер химического элемента равен общему числу электронов в атоме данного элемента;
2. Состояние электронов в атоме определяется набором из квантовых чисел n, m, l, s. Распределение электронов в атоме по энергетическим состояниям должно удовлетворять принципу минимума потенциальной энергии: с возрастанием числа электронов каждый следующий электрон должен занять возможное энергетическое состояние с наименьшей энергией;
3. Заполнение электронами энергетических состояний в атоме должно происходить в соответствии с принципом Паули:
в любой квантово-механической системе не может быть двух одинаковых электронов, состояния которых описывались бы одинаковым набором квантовых чисел.
В зависимости от значений n различают следующие оболочки (иногда применяется термин «слой»):
Оболочка К при n =1, L при n=2, M при n =3, N при n =4, O при n =5 и т. д.
В табл. приведены максимальные числа электронов, находящихся в состояниях, характеризуемых данными значениями главного п и орбитального l квантовых чисел.
Табл.
В атомной физике принято обозначать электронное состояние в атоме символом nl, указывающим значения двух квантовых чисел. Электроны, находящиеся в состояниях, характеризуемых одинаковыми квантовыми числами nи l, называются эквивалентными. Число z эквивалентных электронов указывается показателем степени в символе nlz.
Если электроны находятся в некоторых состояниях с определенными значениями квантовых чисел п и l, то считается заданной так называемая электронная конфигурация.
Пример: основное состояние атома кислорода можно выразить следующей символической формулой:
(2 электрона находятся в состояниях с n=1, l =0, 2 электрона имеют квантовые числа n=2, l =0 и четыре электрона занимают состояния с n=2 и l =1).
Порядок заполнения электронных состояний в оболочках атомов и в подоболочках должен соответствовать последовательности расположения энергетических уровней с данными n и l. Сначала заполняются состояния с наименьшей возможной энергией, а затем состояния со все более высокой энергией.
Для легких атомов этот порядок соответствует тому, что сначала заполняется оболочка с меньшим п и лишь затем должна заполняться электронами следующая оболочка. В пределах одной оболочки сначала заполняются состояния с l=0, а затем состояния с большими l, вплоть до l=n- 1.
Однако, взаимодействие между электронами приводит к тому, что для достаточно больших главных квантовых чисел п (больших Z) состояния с большим п и малым l могут иметь меньшую энергию, т. е. быть энергетически более выгодными, чем состояния с меньшим п, но с большим l. В этом состоит причина отступления в заполнении состояний в реальной периодической системе.
Поиск по сайту: