Распределение электронов в многоэлектронном атоме основано на принципе минимума энергии, принципе В.Паули, правиле Ф.Хунда и правиле Клечковского.
Принцип минимума энергии: Электрон в первую очередь располагается в пределах электронной подоболочки с наинизшей энергией. Вначале заполняются орбитали, характеризующиеся наименьшей потенциальной энергией.
Принцип Паули:В атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми. Следовательно, каждая орбиталь, характеризующаяся определенными значениями n, ? и m?, может быть занята не более чем двумя электронами, спины которых имеют противоположные знаки. Такие электроны называются спаренными. Пользуясь принципом Паули, можно подсчитать, какое максимальное число электронов может находиться на каждом уровне и подуровне, т.е. определить емкость уровней и подуровней. Количество орбиталей на подуровне определяется количеством возможных значений магнитного квантового числа, т.е. 2? + 1 значение. Так как на каждой орбитали (определенное значение квантовых чисел n, ? и m?) может разместиться два электрона, обладающие разными значениями спина, то максимальное количество электронов, которое можно разместить на данном подуровне равно: 2(2? + 1). Максимальное количество электронов, которое может находиться на данном уровне, характеризующемся главным квантовым числом n, равно 2n2.
Правило Хунда: В наиболее устойчивом состоянии атома электроны размещаются в пределах электронной подоболочки так, чтобы их суммарный спин был максимален. м являеисясостояниеки наиболлеронов, которое может находиться на данном уровне, характеризующимся главным квантовым числом
Так, например, у атома азота на внешнем электронном уровне находится два и три р-электрона. Здесь электроны на орбиталях изображены стрелками, направленными вверх или вниз в зависимости от знака спинового квантового числа. s-Подуровень содержит единственную орбиталь, на которой находится два электрона с противоположными спинами в соответствии с принципом Паули. В соответствии с правилом Хунда минимум энергии будет обладать конфигурация, в которой на каждой из трех р-орбиталей будет находиться по одному электрону с одинаково направленными спинами, поэтому суммарный спин будет максимальным (±3/2):
Первое правило Клечковского: Электрон обладает наинизшей энергией на той электронной подоболочке, где сумма главного и орбитального квантового числа минимальна. Е = min при n + ? = min. В соответствии с первым правилом Клечковского заполнение подуровней электронами происходит в порядке от подуровней с минимальным значением суммы (n + ?) к подуровням большими значениями n + ? . Если сумма (n + ?) одинакова для рассматриваемых электронных подоболочек, при распределении электронов используется второе правило Клечковского: Электрон обладает наинизшей энергией на подоболочке с наименьшим значением главного квантового числа
