Характеристика многоэлектронного атома

Что такое многоэлектронные атомы

Рассматриваемый вид структур имеет ряд отличий от одноэлектронных атомов. Разница между озвученными понятиями заключается в том, что второй вариант строения подразумевает присутствие всех отрицательно заряженных частиц на единой электронной оболочке. В случае многоэлектронного атома предусмотрено более одной оболочки с электронами.  

Строение

Какая-либо из оболочек с электронами в составе атома изучаемого типа обладает энергетическим запасом и различным числом частиц с отрицательным зарядом. Данные структуры размещены около атомного ядра. С целью идентификации таких образований используют цифры в диапазоне от 1 до 7. При этом за единицу принимают наиболее близкую к центру оболочку, а седьмая расположена на максимально допустимом удалении от ядра.

В составе любой электронной оболочки можно наблюдать присутствие подоболочки. При обозначении данных образований используют буквы s, p, d, f и другие. Подобные объекты характеризуются специфической формой и включают в себя неодинаковое число электронов. К примеру, предусмотрены следующие лимиты на количество отрицательно заряженных частиц в зависимости от расположения подоболочки:

• s — до 2 электронов;
• p — до 6 электронов;
• d — не более 10 электронов.

Принцип Паули

Ограничение, которое сформулирован Вольфганг Паули, распространяет свое действие на предельно допустимое количество отрицательно заряженных частиц в атоме. Согласно данному утверждению, максимальное значение такого числа соответствует двум. При этом рассматриваемые электроны обладают антипараллельными спинами. Исходя из озвученного положения, допустимы следующие схемы заполнения атомных орбиталей:

Источник: in.lit.msu.ru

Правило Гунда

Следующая закономерность предусматривает формулировку принципа и последовательности размещения элементов в виде электронов на подуровнях атомных орбиталей. Исходя из представленного правила, расположение реализовано таким образом, что достигается наибольшее значение спинового числа в сумме. Параметр обозначают \(\sum m_{s}. \) В процессе расстановки отрицательно заряженных частиц на каком-либо подуровне, например, р-подуровне, необходимо предусмотреть для каждого электрона отдельную орбиталь. По итогам заполнения всех имеющихся орбиталей происходит переход для размещения на них вторых электронов. Рассмотрим наглядную схему реализации описанного процесса:

Источник: in.lit.msu.ru

Распределение электронов в многоэлектронных атомах

Размещение частиц с отрицательным зарядом в структуре атома в соответствии с уровнями и орбиталями регламентировано ранее рассмотренными принципами Паули и Хунда. На особенности распределения электронов влияет механизм наименьших энергий. В случае многоэлектронного атома на частицы с зарядом, имеющим знак минуса, воздействуют несколько сил:

• притяжение атомным ядром, для которого характерен положительный заряд;
• отталкивание ближайшими электронами.

Отрицательные частицы, расположенные на внутренних уровнях в структуре атома, снижают силу притяжения внешнего электрона ядром. Таким образом, формируется своеобразный экран между ядром и дальним электроном. Характеристики рассматриваемого состояния экранирования определяются в зависимости от формы электронного облака. По этой причине существует зависимость между энергией электрона и величинами главного квантового числа и орбитального квантового числа, определяющего конфигурацию электронной орбитали.