До конца XIX в. атомы считались неделимыми. Затем, по мере накопления опытных данных, пришлось отказаться от такого взгляда и признать, что атомы имеют сложное строение.
Атом – это электро-нейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.В центре атома находится положительно заряженное ядро. Положительный заряд ядра является главное характеристикой атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Вокруг ядра вращаются электроны. Электрон в атоме не движется по определённым траекториям, а может находится в любой части околоядерного пространства. Быстро движущийся электрон может находится в любой части пространства, окружающего ядро, и различные положения его рассматриваются как электронное облако с определённой плотностью отрицательного заряда.Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью. Орбитали атома имеют разные размеры. Очевидно, что электроны, движущиеся в орбиталях меньшего размера, сильнее притягиваются ядром, чем электроны, движущиеся в орбиталях большего размера.
Состояние электрона в атоме характеризуется квантовыми числами.
1.Главное квантовое число (n) - радиальное:Характеризует энергию электрона данного энергетического уровня и определяет размеры электронного облака; принимает значения целых числе от 1 до бесконечности.Энергетический уровень составляют электроны с одинаковым значением главного квантового числа.
2.Орбитальное (побочное) квантовое число (l):Характеризует энергию электрона данного подуровня и форму электронного облака; принимает целочисленные значения от 0 до (n - 1).
Энергетическийподуровенень составляют электроны с одинаковыми значениями орбитального квантового числа. Число подуровней на уровне равно значению главного квантового числа. Каждому значению орбитального квантового числа соответствует определённая форма электронного облака (орбитали).
3.Магнитное квантовое число (m):Характеризует ориентацию электронного облака в пространстве. Принимает целочисленные значения – как положительные, так и отрицательные – в пределах от +Lчерез 0 до –L.
4.Спиновое квантовое число (s):Характеризует вращение электрона вокруг собственной оси. Каждый электрон может совершать вращение почасовой стрелке или против, поэтому спиновое квантовое число принимает 2 значения – +1/2 и -1/2.
Таким образом, каждая орбиталь и электрон, который находится на этой орбитали, характеризуется тремя квантовыми числами, т.е. определёнными размерами, формой и ориентацией в пространстве.
Правила Клечковского.
1.Так как энергия электрона в основном определяется значениями главного и орбитального квантовых чисел, то сначала заполняют те подуровни, для которых сумма квантовых чисел nи l является наименьшей.
2.Если суммы значений nи l для двух подуровней равны, то сначала заполняется подуровень с меньшим значением n.
Начиная со значения главного квантового числа n=2, энергетические уровни (слои) подразделяются на подуровни (подслои), отличающиеся друг от друга энергией связи с ядром. Число подуровней равно значению главного квантового числа, но не превышает 4. Подуровни, в свою очередь, состоят из орбиталей. Для каждого значения nимеется n2орбиталей.
Принцип Паули:
В атоме не может быть двух электронов, у которых все 4 квантовых числа были бы одинаковы. То есть на одной орбитали не может быть больше двух электронов.
Если в орбитали находится 1 электрон, то он называется неспаренным, если 2 – то это спаренные электроны.
S-орбиталь обладает сферической симметрией, т.е. имеет форму шара.P-орбиталь имеет форму гантели или объёмной восьмёрки. Все 3 p-орбитали расположены в атоме взаимно перпендикулярно.
