Електронен слой: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м интервал; козметични промени |
|||
Ред 1:
'''Електронен слой''' в [[атом]]а е съвкупността от позволени състояния на [[електрон]] с определена [[енергия]] и може да се онагледи като орбитата около [[атомно ядро|ядрото]], следвана от електроните с тази енергия. Структурата на електронния слой зависи от поредния номер на химичния елемент. Всеки електронен слой съдържа точно определен брой позволени състояния. Тъй като електроните са [[фермион]]и, във всяко позволено състояние може да има само един електрон. Всеки електронен слой съответства на решение на [[Уравнение на Шрьодингер|уравнението на Шрьодингер]], при което енергията на електрона е собствено значение на [[Оператор на Хамилтон|оператора на Хамилтон]].
[[
== История ==
Терминологията е въведена от [[Арнолд Зомерфелд]] при модифицирането на [[Модел на Бор|Модела на Бор]]. За да обясни фината структура на [[атомна спектрална линия|спектралните линии]] на някои елементи Зомерфелд добавя към модела на Бор елиптични орбити, които се характеризират с допълнителни квантови числа ''l'' и ''m''.<ref>Donald Sadoway, ''Introduction to Solid State Chemistry'', [http://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering/3-091-introduction-to-solid-state-chemistry-fall-2004/video-lectures/embed05/ Lecture 5]</ref> Така основното квантово число (''n'') характеризира повече електрони, които имат близки орбити и образуват "слой" с крайна дебелина, за разлика от безкрайно тънката кръгова орбита в модела на Бор.
Експерименталното доказателство за съществуване на електронни слоеве е направено от [[Чарлз Гловър Баркла|Чарлз Баркла]] и [[Хенри Моузли]] с експерименти по поглъщане на [[рентгеново излъчване]]. Баркла означава слоевете с
[[Физикохимия|физикохимикът]] [[Гилбърт Люис]] развива теорията за участието на електрони от валентния слой в [[химична връзка|химичната връзка]], [[Лайнъс Полинг]] по-късно обобщава тази теория и прилага към нея апарата на [[квантова механика|квантовата механика]].
== Слоеве ==
Електронните слоеве се отбелязват като K, L, M, N, O, P и Q или 1, 2, 3, 4, 5, 6, и 7 броено отвътре навън. Електроните във външните слоеве имат по-висока средна енергия и са по-отдалечени от ядрото в сравнение с електроните от вътрешните слоеве. Това определя по-важната им роля за поведението на атома при взаимодействия с други атоми, в частност образуването на химическа връзка или поведението като проводник или изолатор.
== Подслоеве ==
Всеки електронен слой се състои от един или повече подслоеве, които на свой ред съдържат [[атомна орбитала|атомни орбитали]]. Например слоят (K) съдържа един подслой "1s"; слоят (L) има два подслоя "2s" и "2p"; третият слой има три: "3s", "3p", и "3d" и т.н.<ref name="corrosionsource.com"/> Различните подслоеве са обобщени в следната таблица:
Ред 32:
* Първата колона съдържа означението на подслоя (латинска малка буква). Например "4s подслой" е подслоят на четвърти (N) слой от тип ("s").
* Във втората колона е орбиталното [[квантово число]]. Дефиницията му е свързана с [[квантова механика|квантовата механика]], но именно това число характеризира подслоя.
* В третата колона е посочен максималният брой електрони, които могат да се съдържат в подслой от този тип.
* В четвъртата колона се посочва кои слоеве могат да съдържат посочения подслой.
* Историческият произход на означенията s, p, d, и f е посочен в последната колона. Те са свързани с експерименти по наблюдаване на [[атомна спектрална линия|атомни спектрални линии]].
== Брой електрони във всеки слой ==
{| class="wikitable" align="right"
! !!s!!p!!d!!f!!g!!Общо
Ред 53:
Електронните слоеве в атома са запълнени в съответствие със следните теоретични ограничения:
* Всеки s подслой съдържа най-много 2 електрона
* Всеки p подслой съдържа най-много 6 електрона
* Всеки d подслой съдържа най-много 10 електрона
* Всеки f подслой съдържа най-много 14 електрона
* Всеки g подслой съдържа най-много 18 електрона
Следователно електронният слой K, който съдържа само подслой s, може да има най-много 2 електрона; L слоят, който има s и p подслой, може да има 2+6=8 електрона и т.н. Общата формула е, чe ''n''-ият слой може да съдържа до 2''n''<sup>2</sup> електрона.
Ред 63:
Mакар и формулата да определя максимум по принцип, той се постига при известните химични елементи само за първите четири слоя (K,L,M,N). Не е известен химичен елемент с 32 електрона в произволен слой.<ref>[http://www.chem4kids.com/files/atom_orbital.html Chem4Kids - Orbitals]</ref><ref>[http://www.chemistry.patent-invent.com/chemistry/electron_configuration.html Electron & Shell Configuration]</ref> Това се дължи на запълването на атомните орбитали според [[Правило на Клечковски|принципа на Ауфбау]].
== Валентен слой ==
{{основна|Валентност}}
Ред 70:
Това обаче е опростяване на истината. Електроните, определящи как атомът ще се отнесе химически към друг атом, са тези, които са най-далече от ядрото и имат най-голяма енергия. Понякога 3d електроните са с по-голяма енергия от 4s електроните и следователно играят по-важна роля в химичните реакции. Така по същество те играят роля на валентни електрони, макар и да не са от т.нар. валентен слой.<ref>[http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/atomorbs.html Chemguide - Atomic Orbitals]</ref>
== Източници ==
<references />
| |||