Физика > Многоэлектронные атомы
Как выглядит строение многоэлектронного атома – принцип распределения электронов. Рассмотрите, что такое валентная и электронная оболочка, эффективный заряд.
Атомы, располагающие более одним электроном, именуют многоэлектронными.
Задача обучения
- Охарактеризовать структуру атома в многоэлектронных вариантах.
Основные пункты
- Водород – единственный атом в периодической таблице, обладающий в своих орбиталях одним электроном.
- В многоэлектронных атомах чистая сила электронов во внешних оболочках сокращается из-за экранирования.
- Эффективный ядерный заряд на каждом электроне поддается аппроксимации: Zeff = Z - σ (Z – количество протонов в ядре, σ – среднее число электронов между ядром и электроном).
Термины
- Валентная оболочка – наиболее внешняя оболочка электронов в атоме.
- Электронная оболочка – общее состояние электронов в атоме с единым главным квантовым числом.
- Водородоподобная – обладает одним электроном.
Многоэлектронные атомы
Атомы, обладающих несколькими электронами (He, N), именуют многоэлектронными. Водород – единственный атом в периодической таблице, располагающий одним электроном на орбиталях в основном состоянии.
Электрическая сила в водородоподобных атомах настолько же велика, как и электрическое напряжение от ядра. Но если активировано больше электронов, то каждый из них ощущает не только электромагнитное притяжение из-за положительного ядра, но и отталкивающие силы от остальных электронов в оболочках. Из-за этого сетевая сила на электронах, расположенных во внешних электронных оболочках, уступает по величине. Поэтому они не обладают сильной связью с ядром.
Размер экранирующего эффекта сложно определить из-за эффектов квантовой механики. Чтобы приблизить эффективный ядерный заряд на каждом электроне, следует: Zeff = Z - σ (Z – число протонов в ядре, σ – среднее число электронов между ядром и электроном).
Давайте взглянем на катион натрия, анион фтора и нейтральный атом неона. Все они обладают по 10 электронов, а число электронов приравнивается к двум. Но эффективный заряд будет меняться, потому что все они отличаются по количеству протонов:
ZeffF- = 9 – 2 = 7+
ZeffNe = 10 – 2 = 8+
ZeffNa+ = 11 – 2 = 9+
В итоге, катион натрия обладает наибольшим эффективным ядерным зарядом и наименьшим атомным радиусом.
Раздел Физика |
|||||
Обзор | |||||
Ранний атом |
|
||||
Атомная физика и квантовая механика | |||||
Приложения атомной физики | |||||
Многоэлектронные атомы |