10 жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық 1-бөлім

Тірек ұғымдар

• атомдағы электрон қабатының толу заңдылықтары мен ерекшеліктерін қарастырамыз

Бүгінгі сабақта:
Қай период элементтерінің сыртқы қабатындағы электрондары а) n + l = 2; ә) n + l = 5; б) n + l = 6 мәнімен сипатталады?

Берілген кестені дәптерлеріңе сызыңдар. Электрондық конфигурациясы 1s22s22p4 болатын элемент атомының әр электронының қалыпты күйін сипаттайтын төрт

квант санының n, l, m, s мәндерін кестеге жазыңдар:^*13.

Электрон нөмірі	1	2	3	4	5	6
n
l
m
s

14. 
    Квант сандарының жиынтығы бойынша атомдағы электронның электрондық-графиктік формуласын құрастырыңдар:
    

Квант		электрон		электрон		электрон
сандары		түрі		түрі		түрі
n	2		3		5
l	0		2		3
m	0		–1		+2
s	–1/2		+1/2		–1/2

§ 6. КВАНТ САНДАРЫ. АТОМДЫҚ ОРБИТАЛЬДАР

Атомның қалыпты күйінде энергетикалық деңгейлер мен деңгейшелердің электрон-дармен толуының өзіндік ережелері мен заңдылықтары бар.

Паули принципі. 1925 ж. швейцариялық ғалым В. Паули бір атомда барлық квант сандары бірдей екі электронның бола алмай-тынын ашты. Демек бір орбитальда үш квант саны (n, l, m) бірдей, ал спин квант санында (m_s) айырмашылық болатын екі электрон ғана болуы мүмкін. Паули принципі берілген бас квант саны бар электрондардың максималды санын анықтайды (яғни берілген электрондық қабаттағы): N = 2n2. Олай болса, бірінші деңгейден төртінші деңгейге дейінгі электрон-

дар саны сәйкесінше, 2, 8, 18 және 32 сандарынан аспауы қажет. Хунд (Гунд) ережесі. Деңгейшелерде электрондар алдымен бос ор-

битальдарды толтырады (бір-бірден), осыдан кейін ғана олар электрон жұптарын түзеді. Бұл атомның тұрақты күйіне сәйкес келеді. Егер орбитальдардың энергиялары бірдей болса, электрондар олардың әрқайсысын алдымен бір-бірден толтырады. Мұндай орналасу атомдағы

33

электрондардың бір-бірінен барынша алшақ болуына мүмкіндік береді. Әр орбитальда бір-бірден электрондар орналасып болғаннан кейін ғана екінші электрондар пайда болып, электрондардың жұптасуы жүзеге асады (17-сурет).

	дұрыс					дұрыс емес
↑		↑		↑		↑↓	↑
↑↓		↑		↑		↑↓	↑↓

17-сурет. Электрондардың орналасуы


Клечковский ережесі. (n + l) ережесін алғаш рет 1936 ж. неміс физигі Э. Маделунг, ал 1951 ж қайтадан М. Клечковский тұжырымдады. Қалыпты күйдегі атомның электрондары орбитальдарды энергияларының өсу ретімен толтырады. Алдымен, энергиясы төмен орбитальдар толады. Орбитальдардың энергиясының өсу қатары:
1s< 2s< 2p< 3s< 3p<4s< 3d< 4p< 5s< 4d< 5p< 6s<4f ≈ 5d< 6p< 7s< 5f < 6d< 7p
Бұл заңдылықты энергетикалық диаграммадан да айқын көруге болады (18-сурет).

Энергия орбитальдары

7p

n = 1

1s

7s

6

d

5f

n = 2

2s

2p

6p

5

d

n = 3

6s

3s

3p

3d

4f

5p

5s

n = 4

4s

4p

4d

4f

4d

n = 5

4s

4p

5s

5p

5d

5f

3

d

3s

n = 6

6s

6p

6d

3p

n = 7

2s

немесе

7s

7p

2p

1s