СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

Квантовые числа определяют размер (n), форму (l) и ориентацию (m l )
атомной орбитали (АО) в пространстве (рис. 1). Они связаны с
физическими свойствами электрона. Число n (главное квантовое число)
характеризует энергетический (квантовый) уровень электрона; число l
(орбитальное) – момент количества движения (энергетический
подуровень), число m l (магнитное) – магнитный момент.
Главное квантовое число n может принимать любые целые
положительные значения от 1 до ∞.
Орбитальное квантовое число l связано со значением главного
квантового числа n; оно изменяется в интервале 0….(n – 1). Когда n = 1, l =
0, при n = 2 значения l = 0 и l = 1 и т. д.
Каждое значение орбитального квантового числа принято обозначать
буквенными символами:
l 0 1 2 3 4 ...
символ s p d f g ...
Значение магнитного квантового числа m l изменяется от –l до +l, а
всего это число может принимать (2l + 1) значений, включая нулевое.
Например: l = 1 m l = –1, 0, 1;
l = 2 m l = –2, –1, 0, 1, 2 и т. д.
Детальное изучение свойств атома водорода показало, что электрон
имеет ещё собственный магнитный и механический моменты, которые
объединили общим названием “спин” и ввели в связи с этим четвёртое
квантовое число, принимающее всего два значения +1/2 и –1/2, которое
назвали m s – спиновое число.
Атомная орбиталь (АО) – геометрический образ одноэлектронной
волновой функции, зависящей от квантовых чисел n, l и m l ,
представляющий собой область наиболее вероятного пребывания
электрона в атоме.
Для условного изображения АО принят символ квадрата ,
называемый квантовой или электронной ячейкой. Так как каждой АО
отвечает только одно значение m l , то число АО, или квантовых ячеек, для
данной величины орбитального квантового числа l будет следующим:
ns – АО np – АО nd – АО
m l = 0 m l = –1 0 1 m l = –2 –1 0 1 2
nf – АО
m l = –3 –2 –1 0 1 2 3
Согласно принципу Паули в атоме не может быть двух электронов,
характеризующихся одинаковым набором квантовых чисел. Из этого
следует, что каждая АО может быть занята не более чем двумя
электронами, причем их спиновые квантовые числа должны быть
различными, что графически обозначают . .
13