Правила последовательности заполнения электронных энергетических уровней и подуровней атомов элементов

 

Задача 20.
Каким принципам подчиняется последовательность заполнения электронных энергетических уровней и подуровней? Ответ иллюстрируйте примерами
Решение:
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nlx, где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). Устойчивому (невозбужденному) состоянию многоэлектронного атома отвечает такое распределение электронов по атомным орбиталям, при котором энергия атома минимальна. Поэтому они заполняются в порядке последовательного возрастания их энергий. Этот порядок заполнения определяется правилом Клечковского (правило n + l ):
– заполнение электронных подуровней с увеличением порядкового номера атома элемента происходит от меньшего значения (n+l) к большему значению (n + l );
– при равных значениях (n + l ) заполняются сначала энергетические подуровни с меньшим значением. Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s>2s>2р>3s>3р>4s>3d>4р>5s>4d>5р>6s>(5d1) >4f>5d>6р>7s>(6d1-2)>5f>6d>7р 

Поэтому, например, в атоме элемента скандия Sc после заполнения 4s-орбиталей заполняются 3d-орбитали, а не 4р:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 

Электронные формулы элементов все жеи ногда пишут, используя нумерацию уровней и орбиталей. Тогда электронная формула Sc будет имееть вид:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s 

Таким образом, правила Клечковского илюстрируют последовательность заполнения электронных энергетических уровней и подуровней. Првильно составлять электронную  формулу атома элемента с использованием правил Клечковского.
 


Задача 21.
Напишите электронные формулы атомов марганца и селена. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
Решение:
Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И.Менделеева, то для элементов №25 (марганец) – d-элемент и №34 (селен) – p-элемент электронные формулы согласно правилам Клечковского имеют вид:

25Mn  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5;
34Se 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4.