Page 155 - основы милогии 1999

Беляев М.И, "Основы милогии \ rw год. '<? 133
11ШШМ.Н, ■UmwmiT. 1999 юл. <
или (ц.2) 1.1.3. ПРИНЦИПЫ ЗАПОЛНЕНИЯ АТОМНЫХ ОРБИТАЛЕЙ.
<2, 8, 18, 32, 32, 18, ..„> При заполнении атомных орбиталей соблюдаются следующие принципы:
смя как числа химических элементов, объединенных в периоды, образуют ряд
<2,8, 18, 18,32, .„> (1Л-3) 1.1.З.1. ПРИНЦИП НАИМЕНЬШЕЙ ЭНЕРГИИ.
Проанализируем эти числовые ряды. Известно, что атом водорода, согласно Бору, Сначала заполняются орбитали с меньшей энергией. (Речь идет об электронных
it из положительно заряженного ядра (протона) и единственного электрона' конфигурациях в основном состоянии).
пощегося вокруг ядра по системе круговых орбит, радиусы которых относятся к радиусу
, как квадраты целых числе, т. е. 1.1.3.2. ПРИНЦИП ПАУЛИ (1925Г.).
В атоме состояния любых двух электронов должны различаться хотя бы одним их
— i^: —:... = 12+22+32+... = 1:4:9:16:... (1.1-4) четырех чисел n, 1, ms, m, Следовательно, на одной атомной орбитали, характеризующейся
го Ч Ч тремя квантовыми числами n, I, т, может находиться или один электрон с произвольным
значением ms или пара электронов с различными значениями ms: +1/2 и -1/2, т.е. с
составляя первые разности противоположными или антипараллельными спинами. Принцип Паули является
квантовомеханическим законом и его нарушение невозможно.
1.1.3.3. ПРАВИЛО ХУНДА.
учим ряд На атомных орбиталях электроны располагаются так, чтобы сохранилось наибольшее
число электронов с параллельными спинами. Такая электронная конфигурация будет
1:3:5:7:...F (1.1-5) соответствовать наименьшей энергии.

вторые разности 1.1.3.4.ПРАВИЛО КЛЕЧКОВСКОГО.
При увеличении заряда ядра атома заполнение атомных орбиталей происходит
5 /* = Srt -Sri-г, i = 0,и; 8r , = 0;
последовательно таким образом, что вначале заполняются орбитали с меньшим значением
суммы главного и орбитального квантовых чисел (п+ 1). При одинаковых значениях суммы
м уже постоянные отношения (п+1) сначала заполняются орбитали с меньшим значением главного квантового числа п.
Известно, что электронным уровнем в атоме условно называется совокупность
8~Г0 . <5 >] . 3"г2 электронов с одинаковым значением главного квантового числа, а электронным подуровнем
8 г0 ■ 8г0 ■ 5 'г0 (1.1-6) — совокупность электронов, имеющих, при одинаковом значении главного квантового числа,
,ерь полученные соотношения переписать в виде отношений диаметров боровских орбит одинаковые значения орбитального квантового числа. Однако в действительности электронные
иусам, то мы получим: оболочки не представляют собой “слоеный пирог”. Электроны верхнего уровня могут
2:8:18:32: .. проникать вглубь атома, и наоборот. В общем, виде эту последовательность заполнения
2:6:10:14:... (1 1_7) орбиталей электронами можно изобразить в виде следующей схемы (рис. 1.1-2.). Эта
2 :4 :4 : 4::. последовательность заполнения орбиталей в атомах подчиняется правилу Клечковского (СССР,
[олученные отношения, видимо носят уникальный характер, так как фундаментальных 1951 г.). На схеме (рис. 1.1-2) орбитали, расположенные на диагонали, направленной слева
в, где они используются можно привести бесчисленное множество. Так известно, что вверх направо, имеют одинаковую сумму (п+1) и заполняются в порядке возрастания п.
системы из М фермионов, заключенных в одномерном сосуде длиной 1, описывается
>й 1 + 1 + 4 + 4 + 9 + 9 + ...+ f+

£_ ,2 '
2 8/и/2 > (1.1-8)

1Z2 - энергия одной частицы

шсло фермионов системы (в формуле для простоты положено, что М - четное число),
энная формула имеет интересную особенность, которая заключается в том, что она
т закон внешней двойственности системы из М фермионов для оболочек
1еского пространства 2-го уровня иерархии, а количественный состав этих оболочек
:ет с количественным составом числовых последовательностей ряда (1.1-3) для
:их элементов периодической таблицы.
ругой пример. Число возможных ориентаций плоскостей орбит в атоме
изуется орбитальным квантовым числом 1 и рядом (1.1-5).