Az atom elektronjai az orbitális mentén helyezkednek el oly módon, hogy az atom energiája kiderüljön
Egy multielektron atomon
Az atomsorbiták elektronok általi betöltése
Az elektronok eloszlása sok elektron elektronokon az energiaszintek és alsó szintek fölött az alábbi törvényeket tartja tiszteletben:
1. A legkisebb energia elve.
Minden atomvonal egy bizonyos energiának felel meg. Az AO energiára vonatkozó rendjét két Klechkovsky-szabály határozza meg:
1) az elektron energiát elsősorban a fő (n) és az orbitális (l) kvantumszámok határozzák meg, ezért először az elektronokat olyan alsóbb értékekkel töltik meg, amelyeknél az összeg (n + 1) kisebb.
Például, feltételezhetjük, hogy a 3d alsóbb sáv alacsonyabb az energiánál, mint a 4s. Klechkovsky szabálya szerint azonban a 4s-állapot energiája kisebb, mint a 3d, mivel 4s-re az összeg (n + 1) = 4 + 0 = 4, és a 3d - (n + 1) = 3 + 2 = 5.
2) Ha a két alsáv összege (n + 1) megegyezik (például a 3d és 4p alsóbb szintek esetében ez az összeg 5), akkor a kisebb n értéket először elektronokkal tölti. Ezért a negyedik periódus elemeinek atomjai energiatartalmának kialakulása a következő sorrendben történik: 4s - 3d - 4p. Például:
21 Sc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1. 31 Ga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1
Így, figyelembe véve a Klechkovsky szabályokat, az atomgörbék energiája nő a sorozat szerint
1s <2s <2p <3 <3p <4s ≤3d <4p <5s ≤ 4d <5p <6s ≤ 4f ≤ 5d <6p <7s ≤ 5f ≤ 6d <7p
Megjegyzés. A ≤ jel azt jelenti, hogy az AO-k energiái közel vannak ahhoz, hogy itt a Klechkovsky szabályok megsértése lehetséges.
Ezzel a sorozattal meghatározhatjuk bármely atom elektronstruktúráját. Ehhez szükség van az aldák és atomi pályák egymás után történő hozzáadására és elhelyezésére. Figyelembe kell venni a Pauli elvét és a két Hund szabályt.
3. A Pauli-elv határozza meg az AO-k kapacitását: egy atomban nem lehet két elektron, amelyek mindegyike négy kvantumszámmal azonos.
Más szóval, egy AO-ban, amely három kvantumszámmal jellemezhető, csak két ellentétes pörgető elektront helyezhetünk el; egy AO esetében két lehetőség közül választhat:
4. A Hund két szabálya leírja, hogy az AO elektronjai egy alsó szintet töltenek be:
Az első szabály: ebben az alsó szintben az elektronok általában az energiatartományokat (AO) töltik fel oly módon, hogy az abszolút nagyságú pörgetéseik összege maximális legyen. Ugyanakkor a rendszer energiája minimális.
Például vegye figyelembe a szén atomjának elektronikus konfigurációját. Ennek az elemnek az atomszámszáma 6. Ez azt jelenti, hogy az atomban 6 elektron van, és 2 energiaszintben helyezkednek el (a szénatom a második szakaszban van); 1s 2 2s 2 2p 2. Grafikailag 2p-alblevel háromféleképpen ábrázolható:
m 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1