Вопрос 7 Что такое орбиталь? Виды орбиталей и формы электронных облаков.

Орбиталь – одноэлектронная волновая функция, в сферически симметричном электрическом поле атомного ядра, задающаяся главным n, орбитальным l и магнитным m квантовыми числами.

Виды орбиталей:

n- главное квантовое число, принимает целочисленные значения от 1 до бесконечности,оно определяет главнейшую хар-ку электрона-его энергию,а так же общий размер зарядового облака.

l-орбитальное квантовое число, целое и неотрицательное, принимает значения 0,1,2,3 до (n-1), определяет орбитальный момент количества движения ОМКД.

m_l - магнитное орбитальное квантовое число, целое и не превышающее по абсолютной величине L, определяет проекцию ОМКД на направление магнитного поля.

s - спиновое квантовое число ,определяет количество движения электрона.

Формы электронных облаков

S p ∞ d ∞ (дорисовать сверху вертикальную бесконечность)

Вопрос 8 Принцип Исключения Паули

Принцип Исключения (принцип Паули) – основной закон квантовой механики, сформулированный в 1925 г. Вольфгангом Паули. Суть его заключается в том, что в одном атоме два электрона не могут находиться на одном и том же энергетическом уровне и иметь одинаковый спин. Иными словами, набор из четырех квантовых чисел, характеризующий некоторую элементарную частицу класса фермионов, может быть присущ лишь одной частице. Для атома эти числа определяют направление спина электронов, форму орбитали и тот уровень энергии, на котором он будет находиться в магнитном поле. За формулировку этого закона Паули в 1945 г. Получил Нобелевскую премию по физике.

Вопрос 9 Правило Хунда

Правило Гунда (Хунда) определяет порядок заполнения орбиталей определённого подслоя и формулируется следующим образом: суммарное значение спинового квантового числа электронов данного подслоя должно быть максимальным.

Это означает, что в каждой из орбиталей подслоя заполняется сначала один электрон, а только после исчерпания незаполненных орбиталей на эту орбиталь добавляется второй электрон. При этом на одной орбитали находятся два электрона с полуцелыми спинами противоположного знака, которые спариваются (образуют двухэлектронное облако) и, в результате, суммарный спин орбитали становится равным нулю.

Другая формулировка: Ниже по энергии лежит тот атомный терм, для которого выполняются два условия.

1. Мультиплетность максимальна

2. При совпадении мультиплетностей суммарный орбитальный момент L максимален.

Разберём это правило на примере заполнения орбиталей p-подуровня p-элементов второго периода (то есть от бора до неона (в приведённой ниже схеме горизонтальными чёрточками обозначены орбитали, вертикальными стрелками — электроны, причём направление стрелки обозначает ориентацию спина):

Порядок заполнения орбиталей p-подуровня p-элементов второго периода

Как видно, сначала появляется один электрон на 2p_x-орбитали, затем один электрон на 2p_y-орбитали, после этого один электрон на 2p_z-орбитали, затем появляются парные электроны на 2p_x-, 2p_y- и 2p_z-орбиталях.