Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
88
3.ELEKTRONOWASTRUKTURAATOMU
wpływnawłaściwościchemicznewywierająrównieżelektronyznajdującesięwdrugiej,
anawettrzeciejpowłoceodzewnątrz.
Wobrębiepowłokirozróżniamypodpowłoki(ang.subshells),określoneprzezpo-
bocznąliczbękwantową,jakpodpowłoka5,podpowłokapitd.
3.9.ROZBUDOWAPOWŁOKELEKTRONOWYCH
Rozpatrzmyterazstrukturęelektronowąatomówróżnychpierwiastków,wmiaręjak
wzrastaliczbaichelektronówodjednegowprzypadkuwodorudo103wprzypadku
lorensu.Wjakiejkolejności,wedługjakichzasadbędziemyprzypisywaćelektronom
orbitale1funkcjeopisująceichzachowanie?Odpowiedźnatopytaniedajątrzynastę-
pującereguły.
10Watomieniemogąwystępowaćelektrony,którenieróżniąsięprzynajmniejjedną
liczbąkwantową.Ztejreguły,zwanejzakazemPauliego(ang.Pauliexclusionprin-
ciple),wynika,żejedenorbitaloliczbachkwantowychn,lorazmmożeopisywać
zachowaniesięconajwyżejdwóchelektronów,amianowiciedwóchelektronówróżnią-
cychsięspinowąliczbąkwantową,m5,któraprzyjmujetylkodwiewartości:+
1
2lub11
2.
20Wmiaręprzechodzeniadoatomówocorazwiększejliczbieatomowejpoziomy
energetycznesązajmowanewtejsamejkolejności,wedługktórejwzrastaichener-
gia.Schematprzedstawionynarys.3.22podajenamzatemtakżekolejnośćzajmowania
poziomówenergetycznych.Wynikazniego,żenajpierwzajmowanyjestpoziom15,
mieszczącymaksymalniedwaelektrony,następnierównieżniezdegenerowanypoziom
25(2elektrony),potrójniezdegenerowanypoziom2p(6elektronów),niezdegenero-
wanypoziom35(2elektrony),potrójniezdegenerowanypoziom3p(6elektronów),
niezdegenerowanypoziom45(2elektrony),pięciokrotniezdegenerowanypoziom3d
(10elektronów)itd.
30Orbitalezdegenerowane,awięcorbitaleotakiejsamejenergii,przyporządkowy-
wanesąkolejnoelektronomwtakisposób,byliczbaniesparowanychelektronówwstanie
podstawowymatomubyłamożliwienajwiększa.Totwierdzenie,zwaneregułąHunda
(ang.Hund’srule),umożliwiarozstrzygnięcie,wjakisposóbsąprzyporządkowaneelek-
tronomnaprzykładorbitale2p.Poziomenergetyczny2pjestpotrójniezdegenerowany,
odpowiadająmuorbitale2px,2pyi2pz.Przypuśćmy,żenapoziomietymznajdują
siędwaelektrony(jakwatomiewęglawstaniepodstawowym).Możemysobiewów-
czaswyobrazićdwiemożliwości,amianowiciezachowanieobydwuelektronówopisuje
albojedenitensamorbital,np.orbital2px,albodwaróżneorbitale,np.2pxi2py.
Wpierwszymprzypadku,któremuodpowiadaschemat
px
py
pz
↑↓
atomniezawierażadnegoelektronuniesparowanego.Stantakinazywamystanemsin-
gletowym(ang.singletstate).Wdrugimprzypadku,któremuodpowiadaschematstanu
