Chemia rep06

Z tego wynika, że gdy atom wysyła kwant promieniowania, to jego elektron przechodzi z wyższego poziomu energetycznego, któremu odpowiada energia E₃, na niższy poziom energetyczny - o energii E₂. Poziomom tym przypisał Bohr tory kołowe (tzw. orbity) otaczające jądro. Na orbicie położonej bliżej jądra elektron ma mniejszą energię niż na orbitach bardziej odległych.

Przechodzenie elektronu na wyższe, bogatsze energetycznie poziomy jest możliwe, m.in. podczas absorpcji odpowiedniego kwantu promieniowania, który w takiej samej czy innej postaci jest emitowany w czasie powrotu elektronu na odpowiednio niższą energetycznie, bliższąjądra orbitę.

Na podstawie swojego modelu atomu wodoru, popartego obliczeniami matematycznymi, Bohr podał kilka postulatów dotyczących torów, stanów stacjonarnych oraz poziomów energetycznych elektronów w atomie. Model Bohra jest dzisiaj modelem tylko historycznym, bowiem kilkanaście lat później został uzupełniony, a właściwie zastąpiony nową rewelacyjną koncepcją mikrostruktury materii - mechaniką kwantową.

Zakaz Pauliego i reguła Hunda

Wielkości związane z energią i innymi stanami kwantowymi elektronu oznacza się liczbami, które noszy nazwy liczb kwantowych. Główna liczba kwantowa - n - określa stan energetyczny elektronów w atomie wynikający z ich odległości od jądra i przybiera wartości całkowitych liczb dodatnich:

n = 1, 2, 3, 4, 5, 6,1...

Zespół elektronów o tej samej głównej i pobocznej liczbie kwantowej nazywamy powłoką albo warstwą elektronową. Powłoki elektronowe w atomach oznacza się także dużymi literami alfabetu K, L, M, N, O, P, Q. Główna liczba kwantowa decyduje o rozmiarach orbitalu.

Poboczna liczba kwantowa -1, zwana również orbitalną liczbą kwantową, precyzuje dokładniej stan energetyczny elektronu przy określonej głównej liczbie kwantowej n. Liczba 1 określa moment pędu elektronu w atomie. Ponieważ największa wartość momentu pędu elektronu jest ograniczona wartościąjego energii, dlatego największą wartością pobocznej liczby kwantowej jest 1 = n - 1, a najmniejszą 1 = 0, czyli 1 = 0, 1,2,.... n -1 Wartość pobocznej liczby kwantowej określa kształt orbitalu.

Magnetyczna liczba kwantowa - m - określa rzut momentu pędu elektronu na wyróżniony kierunek w przestrzeni. Może ona przyjąć wartość 0 lub wartości liczb całkowitych od -1 do +1. Ogólnie biorąc, magnetyczna liczba kwantowa m określa liczbę orbitali elektronowych.

Magnetyczna spinowa liczba kwantowa - m_s. Elektron w atomie wykazuje pewien dodatkowy moment pędu, a tym samym i moment magnetyczny nie związany z jego ruchem dokoła jądra. Ten dodatkowy ruch „wewnętrzny” elektronu nie ma odpowiednika klasycznego. Czasami, choć nie jest to poprawne, porównuje się ten ruch z obrotem klasycznej cząstki dookoła własnej osi. Rzut tego dodatkowego ruchu elektronu zwanego spinem na wyróżniony kierunek w przestrzeni nazwano magnetyczną spinową liczbą kwantową. Poprawny opis wyników z doświadczeń otrzymano przyjmując dla liczby kwantowej:

m = V, i m =

s 2    s    2

Opis rozmieszczenia elektronów w atomach przeprowadza się w ten sposób, że obok symbolu pierwiastka zapisuje się symbole jego orbitali elektronowych. W zapisie orbitalu liczba przed symbolem literowym oznacza wartość głównej liczby kwantowej, a odpowiednia litera określa wartość pobocznej liczby kwantowej (s odpowiada liczbie kwantowej 1 = 0, p odpowiada 1 = 1, d - liczbie kwantowej 1 = 2, f - liczbie kwantowej 1 = 3); indeks u góry, po stronie prawej symbolu, wyraża liczbę elektronów należących do danego orbitalu, czyli liczbę elektronów w danym stanie energetycznym. Duże znaczenie ma tzw. zakaz Pauliego : w danym atomie nie mogą

9