Πώς κατανέμονται τα ηλεκτρόνια μέσα στα κελύφη ηλεκτρονίων ενός ατόμου;

Τα ηλεκτρόνια κατανέμονται στα κελύφη ηλεκτρονίων ενός ατόμου σύμφωνα με ένα σύνολο κανόνων και αρχών, οι οποίες υπαγορεύουν τα ενεργειακά τους επίπεδα, τη χωρική κατανομή και τις κβαντικές ιδιότητες. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Επίπεδα ενέργειας και κελύφη:

* Κεφάλαια ηλεκτρονίων: Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, που ονομάζονται κελύφη ηλεκτρονίων, τα οποία αντιπροσωπεύονται από αριθμούς (1, 2, 3, κλπ.). Οι υψηλότεροι αριθμοί υποδεικνύουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.

* Subshells: Κάθε κέλυφος ηλεκτρονίων χωρίζεται περαιτέρω σε υποβρύχια, υποδηλώνεται με γράμματα (S, P, D, F). Κάθε υποβρύχια έχει συγκεκριμένο σχήμα και επίπεδο ενέργειας.

2. Η αρχή Aufbau:

* Αυτή η αρχή δηλώνει ότι τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τροχιακά ξεκινώντας από το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας και μετακινούνται σε υψηλότερα.

* Βοηθά στην πρόβλεψη της διαμόρφωσης ηλεκτρονίων ενός ατόμου.

3. Ο κανόνας του Hund:

* Αυτός ο κανόνας δηλώνει ότι τα ηλεκτρόνια θα καταλαμβάνουν μεμονωμένα κάθε τροχιά μέσα σε ένα υποβρύχιο πριν συνδυαστούν με το ίδιο τροχιακό.

* Αυτό ελαχιστοποιεί την απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων και οδηγεί στην πιο σταθερή διαμόρφωση.

4. Αρχή αποκλεισμού Pauli:

* Αυτή η αρχή δηλώνει ότι δεν υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια σε ένα άτομο δεν μπορεί να έχει το ίδιο σύνολο τεσσάρων κβαντικών αριθμών (n, l, m_l, m_s).

* Αυτό σημαίνει ότι κάθε τροχιά μπορεί να κρατήσει το πολύ δύο ηλεκτρόνια με αντίθετες περιστροφές.

5. Κβαντικοί αριθμοί:

* Κύριος κβαντικός αριθμός (n): Περιγράφει το επίπεδο ενέργειας του κελύφους ηλεκτρονίων (n =1, 2, 3, ...).

* Κβαντικός αριθμός γωνιακής ορμής (L): Περιγράφει το σχήμα του υποεπιλογή (L =0 για S, 1 για P, 2 για D, 3 για F).

* Μαγνητικός κβαντικός αριθμός (M_L): Περιγράφει τον προσανατολισμό του τροχιακού στο διάστημα (M_L =-L έως +L, συμπεριλαμβανομένου του 0).

* Κβαντικός αριθμός περιστροφής (M_S): Περιγράφει την εγγενή γωνιακή ορμή ενός ηλεκτρονίου, η οποία είτε είναι περιστροφή (+1/2) είτε περιστρέφεται προς τα κάτω (-1/2).

Παράδειγμα:οξυγόνο (o)

* Ατομικός αριθμός:8

* Διαμόρφωση ηλεκτρονίων:1S2 2S2 2P⁴

* κέλυφος 1: Έχει ένα subshell (1S) με 2 ηλεκτρόνια (1S²).

* Shell 2: Έχει δύο υποβρύχια:

* 2S:Γεμάτο με 2 ηλεκτρόνια (2S2)

* 2P:Έχει τρία τροχιακά (2p_x, 2p_y, 2p_z), το καθένα κρατά το πολύ 2 ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με τον κανόνα του Hund, τα τρία πρώτα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν αυτά τα τροχιακά ξεχωριστά και το τέταρτο ζευγάρι ηλεκτρονίων με ένα από τα υπάρχοντα ηλεκτρόνια.

Συνοπτικά, η κατανομή των ηλεκτρονίων μέσα στα κελύφη ηλεκτρονίων είναι μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση των κανόνων, των αρχών και των κβαντικών αριθμών. Υπαγορεύει τις χημικές και φυσικές ιδιότητες ενός ατόμου.