Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система Менделеева.

При́нцип Па́ули (принцип запрета) — один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому два и более тождественных фермиона (частиц с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии. Распределение электронов в атоме происходит по принципу Паули, который может быть сформулирован для атома в простейшем виде: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел: n-главное квантовое число, l-орбитальное (0,1,2..n-1),m_l-магнитное(-l…+l),m_s –магнитное спиновое(-1/2,+1/2).

Максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых данным главным квантовым числом, равно

Совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то

же главное квантовое число n, называют электронной оболочкой. В каждой

из оболочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l. Поскольку орбитальное квантовое число принимает значения от 0 до n -1, число подоболочек равно порядковому номеру n оболочки. Количество электронов в подоболочке определяется магнитным и магнитным спиновым квантовыми числами: максимальное число электронов в подоболочке с данным l равно 2(2 l + 1).

Принцип Паули лежит в основе систематики заполнения электронных со-

стояний в атомах и позволяет объяснить Периодическую систему элементов Д.И.Менделеева (1869) —фундаментальный закон природы, являющийся основой современной химии, атомной и ядерной физики. Порядковый номер Z химического элемента равен числу протонов в ядре и соответственно равен общему числу электронов в электронной оболочке атома. Каждый последующий элемент образован из предыдущего прибавлением к ядру одного протона и соответственно прибавлением одного электрона в электронной оболочке атома. Металлические свойства элементов в группе сверху вниз усиливаются, т.к. увеличивается количество энергетических уровней, отсюда увеличивается радиус атома, ослабевает притяжение электронов последнего энергетического уровня, уменьшается электроотрицательность, и следовательно усиливаются металлические свойства.
В периоде от начала периода к концу металлические свойства ослабевают Т.К. возрастает заряд ядра атома элемента, усиливается притяжение электронов последнего энергетического уровня, возрастает электроотрицательность и ослабевают металлические свойства.

Дата добавления: 2015-07-12