Электронные слои, число орбиталей на них и максимально возможное число электронов.

Действительно, электроны в атоме расположены не как попало, а по особым электронным слоям. Электронный слой – совокупность электронов со сходными (но не всегда равными) значениями энергии. Число электронных слоев в атоме конкретного химического элемента равно № периода (горизонтального ряда) элемента в таблице Менделеева.

На каждом электронном слое расположено определенное число орбиталей определенной формы (и энергии) Þ и определенное максимально возможное число ē-нов. (помним, на одной орбитали могут быть максимум 2 спаренных ē-на).

Рис. №9 На 1 слое – 1 s-орбиталь (max ē =2 * 1=2)

Рис. №10 На 2 слое – 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали(max ē =2 * 4=8)

Рис. №11 На 3 слое – 1 s-орбиталь, 3 р-орбитали и 5 d-орбиталей (4 "счастливых клевера" + 1 "гантель с перехватом") (max ē =2 * 9=18)

Рис. №12 На 4 слое – 1 s-орбиталь, 3 р-орбитали, 5 d-орбиталей (4 "счастливых клевера" + 1 "гантель с перехватом") и 7 f-орбиталей (max ē =2 * 16=32)

Из иллюстраций очевидно, что по мере удаления от ядра (нумерация электронных слоев идет от ядра) увеличивается число орбиталей на более дальних слоях и растет максимально возможное число электронов

Но что никогда не надо забывать при описании электронных оболочек атомов: на внешнем электронном слое любого атома или иона не должно быть больше 8 электронов, хотя теоретически ē-слой может и вместить большее число электронов! Подобные электронные слои достраиваются полностью только в том случае, когда они не внешние, а предвнешние (это происходит у элементов побочных подгрупп в т.М.)

2) Модель атома "квантовые ячейки".

Элементы модели

Представим орбиталь в атоме в виде клеточки или черточки – квантовой ячейки. А электроны на орбиталях будем обозначать стрелочками-векторами (вектор будет символизировать спин электрона). Таким образом, орбитали – квантовые ячейки будут выглядеть так:

Рис. № 13 Модель "квантовые ячейки".

Теперь посмотрим на иллюстрации, как надо правильно располагать электроны в ячейках согласно всем правилам, изложенным ниже:

Рис. №14 Правильное расположение электронов на подуровне (учитывается принцип Паули и правило Гунда.

Следующая иллюстрация тоже очень ценная – она показывает неправильное расположение электронов на модели (здесь собраны самые типичные ошибки учеников).

Рис. №15 Неправильные модели – в ячейках слева не выполняется запрет Паули, в ячейках в центре и справа не выполняется правило Гунда.

Заполнение электронных слоев и подуровней.

Для атомов малых периодов закономерность простая: сначала полностью строится 1 слой, затем 2 слой, а затем 3 слой.

Далее следующая закономерность: в пределах слоя сначала построится полностью s-подуровень, потом р-подуровень и под конец d-подуровень, так как

Еs-п/ур<Ер-п/ур<Еd-п/ур

В атомах больших периодов закономерность возрастания энергии подуровней более сложная.