СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОННОЙ ОБОЛОЧКИ

Совокупность всех электронов, расположенных (или, по модельным представлениям, вращающихся) вокруг ядра, называется злектоонным облаком или электронной оболочкой атома. Эта оболочка делится на «слои», соответствующие энергетическим уровням число означает номер слоя, начиная с ближайшего к ядру. Приняты условные названия: -слой; -слой; -слой, -слой и т. д.

Каждый слой разделяется на группы и подгруппы, характеризуемые числами и (т. е. каждый энергетический уровень содержит некоторое число подуровней, энергия которых определяется этими числами). Подуровни, соответствующие числам обозначаются буквой и содержат только одно состояние Подуровни, для которых обозначаются соответственно буквами и содержат по два состояния. Например, если электрон находится в состоянии с то этот уровень энергии условно записывается в виде (первая цифра означает главное

квантовое число, буква — подуровень, а дробь справа — число Формирование электронных оболочек при переходе от одних атомов периодической системы к другим подчиняется «упорядочивающей тенденции» (см. § 12): по мере увеличения числа протонов в ядре, каждый новый электрон занимает то место в электронной оболочке, при котором приращение энергии атома минимальное. Расчеты показывают, что при малых значениях разность энергии электрона в двух соседних слоях превосходит разность энергии подуровней, отличающихся при данном значениями Поэтому при переходе от одного атома к последующему заполняются сначала уровни энергии с малыми значениями Однако начиная с калия обнаруживаются отступления от этого правила: валентный электрон калия занимает не свободный уровень в -слое а переходит в в состоянии Это означает, что с возрастанием числа протонов в ядре и общего числа электронов вокруг них спектры энергий, соответствующих двум соседним значениям накладываются друг на друга.

Таким образом, можно заметить некоторые сходства и различие между схемой уровней энергии атома водорода и распределением элементов в периодической системе Менделеева. Если пронумеровать все состояния атома водорода по возрастающим значениям энергии, то соответствующие им квантовые числа будут аналогичны квантовым числам и которые определяют положение электронов в сложных атомах. Различия в этих схемах вызваны взаимодействием между электронами, которое отсутствует в атоме водорода, аналогия же обусловлена корпускулярно-волновыми свойствами электронов и общей «упорядочивающей тенденцией», направленной (у сложных систем) к созданию структур с наименьшей возможной энергией.

Химические и оптические свойства веществ определяются электронами, находящимися на периферийных орбитах; они слабее других связаны с остальной частью атома.

Вещества, у которых в атомах полностью заполнены К- и -слои, а также и -состояния в других слоях, химически инертны (например, у гелия заполнен -слой, у неона — и -слои, у аргона К- и L-слои, а также и -состояния -слоя и т. д.). Если для удаления валентного электрона у натрия необходима энергия то для удаления электрона с заполненной оболочки соседнего неона необходима энергия