В предыдущей серии, вышедшей не так давно, мы узнали о существовании в составе электронной оболочки не только энергетических уровней, но и выделяемых в их составе подуровнях, состоящих в свою очередь, как упоминалось из электронных орбиталей. Мы узнали, что подуровни бывают нескольких типов: s-, p- и d- ,а так же то, что они отличаются друг от друга максимальным числом электронов, которые могут на них разместиться: так на s-подуровне могу разместиться 2 электрона, на p- 6 эл. , а на d - 10. Кроме того мы узнали, что для заполнения s-подуровня внешнего энергетического уровня свободной энергии требуется меньше, чем для заполнения d-подуровня предвнешнего, поэтому, например, 4s- подуровень заполняется электронами в первую очередь, и лишь затем 3d-подуровень.
"А где же электронные орбитали?",- спросите Вы? "Терпение", - отвечу я. В этой серии мы отправляемся на поиски электронных орбиталей!
Итак, в предыдущей серии я уже давал определение электронной орбитали - как пространства вокруг ядра атома, в составе которого существует тот или иной электрон.
А чем же можно охарактеризовать понятие электронной орбитали? Далее мы попробуем выделить *общее, характерное для всех эл. орбиталей, и их *различия.
*Общее:
согласно принципу Паули на каждой электронной орбитали может разместиться не более 2-х электронов, при этом электроны должны обладать разнонаправленным спином (величина, имеющая квантовый характер - собственный момент импульса или вращения электрона). Символически электронная орбиталь изображается клеточкой, в которой размещаются стрелочки - электроны, при этом стрелочки смотрят в разном направлении - обладают разнонаправленным спином:
+ Электрон, входящий в состав эл. орбитали в единственном числе называется неспаренным электроном, а заполненная электронами орбиталь называется неподелённой электронной парой (НЭП).
*Различия
электронные орбитали могут характеризоваться разной формой пространства, в котором обитает электрон, то есть электронные орбитали могут характеризоваться разной формой электронного облака! Форма электронного облака зависит от подуровня, на котором находится рассматриваемая эл. орбиталь, так эл. орбиталь s-подуровня имеет сферическую (шаросимметричную) форму, p-подуровня - гантелеобразную (объёмной восьмёрки), d-подуровня - более сложную форму:
А теперь применим наши знания об электронных орбиталях! Если на одной электронной орбитали может разместиться не более 2-х электронов, значит s-подуровень состоит из одной единственной электронной орбитали, p-подуровень из 3-х орбиталей, а d из 5-ти:
Стоит сказать о Правиле Гунда (Хунда), согласно которому при заполнении подуровня мы прежде всего определяем в каждую из имеющихся электронных орбиталей по одному электрону, поэтому атом азота, например, обладает тремя неспаренными электронами:
Ну, и не забываем, что 4s-подуровень в приоритете перед 3d- подуровнем, поэтому атом железа Fe, например, имеет следующую электронную формулу:
Ух. Таким образом мы рассмотрели как модель электронной орбитали, так и её образное представление в виде электронного облака, в пределах которого наиболее вероятно нахождение электрона. Почему мы вынуждены говорить лишь о вероятности? Об этом как-нибудь в другой раз! А тема нашей следующей беседы в рамках последовательного и во многом авторского способа изложения химии и теперь ещё не определена)
Подписывайтесь на канал, чтобы вместе со мной поддерживать или формировать химическую грамотность.
