Задачи

Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных 3d орбиталей в атомах этих элементов.

Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных 3d орбиталей в атомах этих элементов.

Решение: Принцип наименьшей энергии требует, чтобы электроны заселяли АО в порядке увеличения энергии электронов на этих орбиталях. Это отражает общее правило – максимуму устойчивости системы соответствует минимум ее энергии.

Энергия атомных орбиталей возрастает согласно ряду:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 4f ≈ 5d < 6p < 7s ≈ 5f ≈ 6d < 7p

Тогда:

21Sc– 1s22s22p63s23p64s23d1 – d-элемент

23Mo – 1s22s22p63s23p64s23d3 – d-элемент

d-орбитали определяются квантовым числом l = 2 (n ≥ 3), при котором ml = –2, –1, 0, +1, +2, то есть характеризуются пятью вариантами ориентации в пространстве.

Каждый подуровень содержит 2l + 1 орбитали.

Отсюда – 5 d-орбиталей.

s p d

n=4 ↑↓
n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
n=1 ↑↓

21Sc– 4 свободных 3d орбиталей

s p d

n=4 ↑↓
n=3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
n=2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
n=1 ↑↓

23Mo – 3 свободных 3d орбиталей