Як визначити головне квантове число.

Квантова механіка показує, що електрон може розташовуватися в будь-якій точці біля ядра атома, але ймовірність його знаходження в різних точках різна. Рухаючись в атомі, електрони утворюють електронне хмара. Ті місця, в яких вони знаходяться найчастіше, названі орбиталями. Загальну енергію електрона на орбіталі визначає головне квантове число n.
Вам знадобиться
  • - найменування речовини;
  • - таблиця Менделєєва.
Інструкція
1
Головне квантове число приймає цілі значення: n = 1, 2, 3, .... Якщо n = ?, це має на увазі, що електрону повідомлена енергія іонізації - енергія, достатня для його відділення від ядра.
2
В межах одного рівня електрони можуть відрізнятися подуровнями. Такі відмінності в енергетичному стані електронів одного рівня відображаються побічним квантовим числом l (орбітальним). Воно може приймати значення від 0 до (n-1). Значення l зазвичай символічно представлені буквами. Від значення побічного квантового числа залежить форма електронної хмари.
3
Рух електрона по замкнутої траєкторії провокує появу магнітного поля. Стан електрона, обумовлений магнітним моментом, характеризується магнітним квантовим числом m (l). Це третє квантове число електрона. Воно характеризує його орієнтацію в просторі магнітного поля і приймає діапазон значень від (-l) до (+ l).
4
У 1925 році вчені припустили наявність у електрона спина. Під спіном розуміють власний момент імпульсу електрона, не пов'язаний з його рухом у просторі. Спіновий число m (s) може приймати тільки два значення: +1/2 і -1/2.
5
Згідно з принципом Паулі, в атомі не може бути двох електронів з однаковим набором чотирьох квантових чисел. Хоча б одне з них повинно відрізнятися. Так, якщо електрон знаходиться на першій орбіті, для нього головне квантове число n = 1. Тоді однозначно l = 0, m (l) = 0, а для m (s) можливі два варіанти: m (s) = + 1/2, m (s) = - 1/2. Саме тому на першому енергетичному рівні може перебувати не більше двох електронів, і мають вони різний спінове число.
6
На другому орбіталі головне квантове число n = 2. Побічна квантове число приймає два значення: l = 0, l = 1. Магнітне квантове число m (l) = 0 для l = 0 і приймає значення (+1), 0 і (-1) для l = 1. Для кожного з варіантів існує ще по два спінових числа. Отже, максимально можливе число електронів, що знаходяться на другому енергетичному рівні, дорівнює 8.
7
Наприклад, у благородного газу неону повністю заповнені електронами два енергетичних рівня. Загальне число електронів неону дорівнює 10 (2 з першого рівня та 8 з другого). Цей газ інертний, не вступає в реакції з іншими речовинами. Інші речовини, вступаючи в хімічні реакції, прагнуть придбати структуру благородних газів.
Корисна порада
Щоб повністю пояснити будову електронних оболонок атомів для всіх випадків, крім принципу Паулі, потрібно знати ще принцип найменшої енергії і правило Гунда.
Головне квантове число - це ціле число, яке є визначенням стану електрона на енергетичному рівні. Енергетичний рівень - це набір стаціонарних станів електрона в атомі з близькими значеннями енергії. Головне квантове число визначає віддаленість електрона від ядра, і характеризує енергію електронів, які цей рівень займають.
Сукупність чисел, які характеризують стан електрона, називаються квантовими числами. Хвильову функцію електрона в атомі, його унікальне стан визначають чотири квантових числа - головне, магнітне, орбітальне і сплін - магнітний момент руху елементарної частки, виражений в кількісному значенні. Головне квантове число має позначення n .Якщо головне квантове число збільшується, то відповідно збільшується і орбіта, і енергія електрона. Чим менше значення n, тим більше значення енергетичної взаємодії електрона з ядром. Якщо сумарна енергія електронів є мінімальною, то такий стан атома називається незбудженим або основним. Стан атома з високим значенням енергії називається збудженим. На енергетичному рівні найбільше число електронів можна визначити формулою N = 2n2.Когда трапляється перехід електрона з одного енергетичного рівня на інший, змінюється і головне квантове число .У квантової теорії прийнято твердження , що енергія електрона квантуется, тобто може приймати лише дискретні, певні значення. Щоб знати стан електрона в атомі необхідно враховувати енергію електрона, форму електронної хмари та інших параметрів. З області натуральних чисел, де n може дорівнювати 1 і 2, і 3 і так далі, головне квантове число може приймати яке завгодно значення. У квантовій теорії енергетичні рівні позначають буквами, значення n - числами. Номер періоду, де знаходиться елемент, дорівнює числу енергетичних рівнів в атомі, що знаходиться в основному стані. Всі енергетичні рівні складаються з підрівнів. Подуровень складається з атомних орбіталей, які визначаються, характеризуються головним квантовим число м n, орбітальним число м l і квантовим число м ml. Число підрівнів кожного рівня не перевищує значення n.Волновое рівняння Шредінгера є найзручнішим описом електронної будови атома.