Распределение электронов в атоме по оболочкам и подоболочкам

Квантовые числа

Главное квантовое число n определяет энергию электрона в водородоподобном атоме:

W_n = - , n =1, 2, 3, …..

Орбитальное (азимутальное) квантовое число ℓ определяет момент импульса электрона, характеризующий вращательное движение его вокруг ядра:

= , ℓ = 0, 1, 2, 3,..., (n -1).

Магнитное квантовое число m определяет проекцию орбитального момента импульса на некоторую ось Z (например, на направление внешнего магнитного поля):

, m = 0,±1,±2,±3....± l.

Магнитное спиновое квантовое число m_s определяет проекцию собственного момента импульса электрона (спина) на некоторую ось Z:

, m_s = ±1/2.

Распределение электронов в атоме по оболочкам и подоболочкам.

Состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырёх независимых квантовых чисел:

Частицы с полуцелым спиновым квантовым числом (электроны, протоны, нейтроны) описываются антисимметричной волновой функцией и называются фермионами.

Принцип Паули: фермионы, входящие в одну систему не могут находиться в одинаковых состояниях и иметь одинаковые наборы квантовых чисел. В соответствии с принципом Паули электроны в атоме располагают по так называемым оболочкам и подоболочкам.

Совокупность электронов, имеющих одинаковое главное квантовое число n, составляет электронную оболочку. В каждой оболочке электроны располагаются по подоболочкам, соответствующим данному ℓ.

Принятые обозначения электронных оболочек в атоме:

Принятые обозначения электронных подоболочек в атоме:

Максимальные количества электронов, имеющих одинаковые наборы квантовых чисел, равны:

Z1(n,ℓ,m,ms)	Z2(n,ℓ,m)	Z3(n,ℓ)	Z(n)
		2(2ℓ +1)	= 2n2

Максимальное число электронов, которые могут заполнять оболочки и подоболочки атома, приводится в таблице:

Символическое обозначение подоболочек - nℓ, где n - выражается цифрой, а ℓ - буквенным символом.