Principiul de excluziune Pauli. Straturile şi substraturile electronice.

în cea de 10 lecții de fizică atomică

în fond continua discuția din lecția

precedentă despre atomul cu mai

mulți electroni în care am introdus

modelul de pături al atomului bazat

pe cele patru numere cuantice n

l m și MS Haideți să vedem cum

anume este folosit acest model

al pădurilor electronice în stabilirea

structurii Și Proprietăților atomilor

se pleacă de la un principiu foarte

important numit principiul de excluziune

Pauli spune foarte simplu că întrun

atom sau o moleculă sistem Atomic

fiecare electroni caracterizat

de un set de numere cuantice aceste

patru numere cuantice care le am

de scris ce diferă de cel al cărui

alt electroni acest sistem altfel

spus nu există doi electroni în

același atom care să aibă același

sens acest set de numere este unic

pentru un electron dat odată ce

alege un alt electroni atunci cel

puțin unul din aceste numere trebuie

să fie diferit setul de numere

cuantice e unic pentru electronul

da și atunci putem faci următoarea

clasificare și după ce introducem

această clasificare a stărilor

electronice vom folosi principiul

de excluziune Pauli pentru a vedea

Ce consecințe are asupra proprietăților

atomi se numește pătură sau strat

elektronic ansamblurilor din turn

atom cu același număr cuantic principal

an în continuare cel mai important

număr cuantic rămâne and Cașin

atomul Bor pentru că e el descrie

energia după ca ma sus nu în totalitate

dar în cea mai mare parte și în

concluzie energia fiind cea mai

importantă caracteristică a unui

electron principala categorisire

sau clasificare a electronilor

este după acest număr cu anti principal

n și cei care au același an formează

păturile electronice se folosesc

următoarele simboluri de ceea ce

acestea sunt Notați toți electronii

care au n egal cu 1 vor forma pătura

ca cei cu An egal cu doi vor forma

pătura el și așa mai departe an

egal cu 3 pe 3 m de ce acestea

sunt notațiile păturilor electronice

Haideți să scriem încă o dată explicit

Care sunt valorile acestor numere

cuantice Deci după cum am văzut

n ia orice valoare scuzați nu de

la zero și de la 1 1 2 3 și așa

mai departe Deci un număr infinit

de Valori pentru in avem pentru

el am văzut că le ia orice valori

între 0 inclusiv și m minus 1 inclusiv

Deci avem n valori a lui el apoi

pentru m am văzut că avem orice

valori între minus el inclusiv

și plus el inclusiv De ce există

2 L plus 1 valori ale lui m iar

m s am văzut că ia două valori

și anume plus minus 1 pe 2 deci

MS are două valori De ce este important

să cunoaștem aceste numere de valori

ale numerelor cuantice esti este

faptul că putem calcula numărul

de stări în particular Spre exemplu

numărul de stări dintre o pătură

care va fi numărul maxim de electroni

de pe acea pătură este 2 m La pătrat

de ce Pentru că pur și simplu o

pătură este Ansamblul de electroni

cu acum am dat da Și deci dacă

n este dat putem calcula Câte valori

Câte sat Câte seturi de numere

cuantice putem avea pentru m fixat

să spunem că n este egal cu 3 adică

ne aflăm pe pătură Câte stări posibile

Deci Câți electroni putem avea

maxim pe un o pătură m și atunci

avem n valori pentru el Deci sumă

el de la zero la el minus unu iar

pentru Ema avem 2 L plus 1 Deci

2 L plus 1 valoarea lui m înmulțit

asumat de la el egal cu 0 la A

minus 1 și înmulțit cu 2 pentru

m dacă facem acest calcul vedem

că o pătură poate avea maxim 2

m pătrat electronic Spre exemplu

pe om poate avea maxim 18 electroni

datorită acestui principiu de excluziune

se numește substrat electronic

ansamblul electronilor cu același

număr cu anticor Beetle el Deci

odată ce am stat Am fixat inul

și am fixat Deci pătura Pentru

a stabili structura păturii sau

stratului mergem la substanță dacă

vreți sub pătură iar aceasta va

fi definită de următorul număr

cuantica importanță și anume el

simbolurile pentru substraturi

sunt s p d e f și g care corespund

lui valorilor lui l egal cu 0 1

2 3 4 și așa mai departe și bineînțeles

numărul maxim de electroni pe un

substrat este 2 ori 2 L plus unu

pentru că o dată ce am fixat an

și el Deci am fixat pătura sau

straturi și substraturi de cm și

el sunt fix atunci nu mai m și

m s pot varia și numărul posibil

maxim de valori ale combinației

MMS va fi de 2 ori 2 L plus 1 bun

Haideți sunt stabilim acum structura

atomilor în principiu ocuparea

substraturilor cu electroni se

face conform principiului lui Pauli

și a principiului minimei energii

deci ar trebui să avem următoarea

structură Ce Ce înseamnă Ce înseamnă

acest lucru Păi dacă luăm n egal

cu unu care înseamnă o pătură de

tip k după cum am văzut pentru

n egal cu 1 s l poate lua valorile

de la zero la emisiuni deci el

poate lua numai valoarea 0 asta

implică că pătura ca are următoarea

structură posibilă 1 s Adică n

egal cu 1 l egal cu 0 aceasta sunt

singur le valori posibile ale combinației

an el într o pătură ca Haideți

să luăm n următoarea n egal cu

2 Scuzați n egal cu 2 ce implică

după ca ma sus o pătură el El atunci

poate a luat valorile de la 0 la

n minus unu deci de la 0 la 1 Avem

două valori posibile ale lui el

asta implică că pătura el are următoarea

structură 2s 2p nici combinațiile

n l sunt doi zero doi unu adică

2s 2p Deci pătura ca este aceasta

pătura El este aceasta mai departe

încă una n egal cu 3 care este

pătura m pentru n egal cu 3 l ia

valorile 0 1 și 2 asta implică

că pătura m este formată din stările

3S 3p și 3D Deci aceasta va fi

structura maximă posibilă a pădurii

m și aceasta este pătura m ordinea

lor este bineînțeles dată de principiul

minimei energii o pătură are un

an fixat Deci Pe măsură ce crește

A nu crește energia totuși în practică

datorită faptului că energia electronilor

depinde și de momentul cinetic

orbital Deci energia acestor stări

depinde și de el Nu Numai de m

ocuparea substraturilor cu electroni

se modifică un pic din nou această

ordonare este cea a energiilor

aceste stări au energia crescătoare

dar deoarece energia depinde și

de valoarea lui el adică spdf nu

numai de valoarea lui n avem în

practică următoarea ordonare Deci

primele cinci stări rămân aceleași

dar între 3D și 4s apare o inversare

în principiu 3D are n mai mic decât

4s bineînțeles n egal cu 3 n egal

cu 4 Deci în principiu dacă energia

depinde numai de m3de ar trebui

să fie în fața lui 4s dar deoarece

există o mică componentă ce depinde

de el a energiei în realitate 4s

are energie mai mică decât 3D și

la fel apoi obținem veri alte inversări

Deci în realitate calcule teoretice

și măsurătorile experimentale dau

această ordine a stărilor electronice

ținând cont de această schemă După

aceea putem foarte ușor stabili

structura atomilor hidrogenul care

are Zet egal cu 1 Deci un electroni

îl va avea cel un electroni pe

starea unui esti heliu care are

Zet egal cu doi de doi electroni

va avea ci doi electroni pe stat

pe starea unui s comentariu fiecare

din aceste stări poate avea maxim

doi electroni Ce corespund lui

m este egal cu plus minus 1 pe

2 Deci cei doi electroni de pe

1 s vor fi vor corespunde lui unul

lui m s egal cu plus 1 pe 2 celălalt

lui m este egal cu minus 1 pe 2

și așa mai departe litiu care are

Zet egal cu 3 va avea doi electroni

pe 1s de al treilea electron nu

mai îmi poate pune pe unul este

de ce am spus unul s are numai

două stări Deci trebuie să meargă

la următorul la 2s și pune un electroni

al treilea electrom pe dos beriliu

următorul atomi din tabel Mendeleev

va avea patru electroni Deci va

umple atât 1s cât și 2s borul care

vine cu al cincelea electron trebuie

să treacă cu el pe 2p carbonul

cu Zet egal cu 6 Completează 2

pe el urmând ca azotul cu Z egal

cu 7 să trebuiască să treacă cu

cel de șaptelea electron Petre

s și ultimul exemplu care îl dăm

oxigenul cu Z egal cu 8 Completează

3 și așa mai departe în concluzie

combinația dintre principiul excluziunea

lui Pauli și calcule exacte ale

energiei acestor stări cuplate

cu principiul min energiei duce

la faimosul tabel Mendeleev deci

putem înțelege foarte ușor pe baza

acestor considerații clasificarea

atomilor din tabelul lui Mendeleev

proprietățile lor chimice de bază

precum numărul de electroni de

valență periodicitatea proprietăților

atomilor din tabelul Mendeleev

și așa mai departe plecând de la

aceste principii