Понятное объяснение квантовых чисел и электронной конфигурации

Содержание

1. Введение
2. Описание spdf-дублетов
3. Количество уровней энергии и подуровней
4. Квантовые числа
   • Главное квантовое число (n)
   • Момент количества движения (l)
   • Магнитное квантовое число (ml)
   • Спиновое квантовое число (ms)
   • Примеры идентификации квантовых чисел
5. Принципы заполнения электронных оболочек
6. Конфигурация электронов и знаковая нотация 6.1 Электронная конфигурация фосфора 6.2 Орбитальная нотация фосфора
7. Заключение

Введение

В этом видео мы рассмотрим квантовые числа и электронную конфигурацию. Квантовые числа описывают энергетические уровни и электронные подуровни, а также помогают идентифицировать различные электроны в атоме. Электронная конфигурация представляет собой способ записи распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням.

Описание spdf-дублетов

Электроны в атоме распределены по подуровням spdf. Подуровень s имеет сферическую форму, подуровень p имеет форму двухполюсника, подуровень d имеет форму саблевра, а подуровень f имеет необычную форму. Количество подуровней равно количеству энергетических уровней.

Количество уровней энергии и подуровней

Количество энергетических уровней равно количеству подуровней. Например, когда n равно одному, есть только подуровень s. При n равном двум есть подуровни s и p. При n равном трем есть подуровни s, p и d. При n равном четырем есть подуровни s, p, d и f. Каждый подуровень может вмещать определенное количество электронов.

Квантовые числа

В системе квантовых чисел используются следующие параметры: главное квантовое число (n), момент количества движения (l), магнитное квантовое число (ml) и спиновое квантовое число (ms). Главное квантовое число определяет энергетический уровень электрона. Момент количества движения указывает на подуровень, а магнитное квантовое число и спиновое квантовое число идентифицируют конкретный электрон.

Главное квантовое число (n)

Главное квантовое число определяет энергетический уровень электрона. Оно может принимать значения от 1 до бесконечности.

Момент количества движения (l)

Момент количества движения указывает на подуровень электрона. Значение l зависит от типа подуровня: для s - 0, для p - 1, для d - 2 и для f - 3.

Магнитное квантовое число (ml)

Магнитное квантовое число определяет ориентацию орбитали в пространстве. Значение ml зависит от подуровня и может варьироваться от -l до +l.

Спиновое квантовое число (ms)

Спиновое квантовое число указывает на направление спина электрона. Возможные значения ms: +1/2 (вверх) и -1/2 (вниз).

Примеры идентификации квантовых чисел

Чтобы найти квантовые числа для конкретного электрона, нужно знать его порядковый номер и соответствующую электронную конфигурацию. Путем сопоставления энергетических уровней и подуровней с порядковым номером электрона можно найти главное квантовое число, момент количества движения, магнитное квантовое число и спиновое квантовое число.

Принципы заполнения электронных оболочек

Существует несколько принципов, регулирующих заполнение электронных оболочек. Принцип выключения Паули гласит, что ни у двух электронов не могут быть одинаковые значения четырех квантовых чисел. Каждый электрон имеет уникальный набор квантовых чисел.

Конфигурация электронов и знаковая нотация

Конфигурация электронов представляет собой запись распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням. Знаковая нотация представляет собой способ графической записи распределения электронов в орбиталях.

Электронная конфигурация фосфора

Электронная конфигурация фосфора: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.

Орбитальная нотация фосфора

Орбитальная нотация фосфора: 1s↑↓ 2s↑↓ 2p↑↓ ↑ 3s↑↓ 3p↑↑ ↑ ↑

Заключение

В этом видео мы рассмотрели квантовые числа и электронную конфигурацию. Знание квантовых чисел позволяет идентифицировать электроны и разобраться в их распределении по атомным оболочкам.