Starea electronilor într-un atom
Starea electronilor într-un atom este descrisă cu ajutorul a patru numere cuantice: principal, orbital, magnetic și spin.
Principalul număr cuantic este notat cu litera n. Caracterizează rezerva energetică totală a unui electron și este exprimată prin numerele întregi ale numărului natural: 1,2,3,4, etc. Electronii din jurul nucleului formează straturi. Se numesc straturi cuantice sau nivele de energie și au denumiri de litere: K, L, M, N, etc. Numărul stratului în care este localizat electronul este egal cu numărul său principal cuantic. Dacă dintr-un electron număr cuantic principal este 1, atunci este în primul (cel mai apropiat de nucleu) stratul de energie (K) și are un minim de energie. Dacă n = 2. electronul este în al doilea strat cuantic (L), etc. Nivelul energetic uneste toți electronii cu aceeași valoare a numărului principal cuantic.
Numărul de straturi cuantice dintr-un atom al unui anumit element depinde de poziția sa în sistemul periodic al DI Mendeleev. Este egal cu numărul perioadei în care este localizat acest element. Proprietățile chimice ale atomului depind de structura externă sale (cel mai îndepărtat de miezul) al stratului cuantic, numărul care coincide cu numărul perioadei. Pentru un anumit nivel de energie, există subsoluri determinate de numărul orbital cuantic.
Numărul cuantumului orbital este notat cu litera l. Are numeroase valori ca și valoarea numărului "n". Dacă n = 1, atunci l are o singură valoare; dacă n = 2, are două valori și așa mai departe. Numărul cuantumului orbital depinde de principal și ia valori de la 0 la (n-1). Fiecare valoare a lui l corespunde nivelului subsolului într-un strat cuantic dat:
n = 1 1 = 0; un subsol;
n = 2 1 = 0, 1; două subsoluri;
n = 3 1 = 0, 1, 2; trei sublevels;
n = 4 1 = 0, 1, 2, 3; patru sublevels.
Formal (matematic), numărul cuanttic orbit indică numărul de suprafețe nodale care trec prin punctul central al atomului - nucleul. O suprafață nodală este înțeleasă ca un plan în care densitatea electronilor este zero. Din punct de vedere geometric, numărul orbital cuantic determină forma orbitalelor electronice.
Dacă l = 0, nici o suprafață de bază nu trece prin nucleu. În acest caz, orbita electronului are o simetrie sferică. Se numește s-orbital și are forma unei sfere (figura 1).
Dacă n = 1, atunci acesta este notat cu 1s. dacă n = 2, - .. 2s, etc. Aceste raze diferite orbitale (volumul spațiului interior) și distribuția densității de electroni. Prin creșterea dimensiunii orbitale devine mai friabil, difuză: 4s-orbitale este mai difuziv decât 3s-orbitale, care, la rândul său, este mai friabil decât 2S- și 1s-orbitale (figura 2).
Valoarea l = 1 arată că orbita are o suprafață nodală, adică Un singur plan trece prin nucleul în care electronul nu poate fi localizat. Apoi, orbita ia forma unei opt voluminoase (sau forma unei gantere) si se numeste p-orbita (Figura 3).