Stavba atomu

KVANTOVÁ ČÍSLA

1. HLAVNÍ KVANTOVÉ ČÍSLO … n

• nabývá hodnot 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 … ∞  rozděluje obal na slupky K, L, M, N, O, P, Q

udává energii orbitalu (elektronu)

• pro energii elektronu v atomu vodíku (a ionty s jedním elektronem) platí vztah:

• závislost energie na hlavním kvantovém čísle  čím větší n, tím větší En

• elektron ve vodíku má nejmenší možnou energii (protože n = 1)  atom je v základním stavu; dodáním energetického kvanta jej lze dočasně převést (vybudit) do stavu s vyšší energií (stav s vyšším n) = excitovaný (vybuzený) stav

  1. VEDLEJŠÍ KVANTOVÉ ČÍSLO … l

• nabývá hodnot 0, 1, 2, 3, … (n – 1)  je omezeno hodnotou hlavního kvantového čísla n  pro dané n nabývá n – 1 hodnot (např. pro n = 2 nabývá hodnot l = 0 & 1)

• kvantuje moment hybnosti elektronu související s jeho pohybem kolem jádra  udává prostorový tvar orbitalu, v němž se elektron vyskytuje

• rozděluje jednotlivé slupky na podslupky  hodnotám l se přiřazují písmena symbolizující tvar orbitalu

• píše se za hlavní kvantové číslo (např. 1s, 2s, 2p …)

  1. MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO … m (ml)

• nabývá hodnot od −l do +l včetně 0 (např. pro l = 2  m = −2, −1, 0, 1, 2 … celkem 5 různých prostorových orientací  poloh orbitalu v prostoru)

• udává prostorovou orientaci orbitalu

  1. SPINOVÉ MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO (spin) … s (ms)

• nabývá hodnot od −½ (doleva) a +½ (doprava)

• udává vnitřní moment hybnosti  vyjadřuje rotaci elektronu kolem vlastní osy, aby byl stabilní

Pravidla pro zaplňování orbitalů elektrony  Elektronové konfigurace atomů .

1. Pauliho princip

• v jednom orbitalu můžou být maximálně 2 elektrony

• žádné dva elektrony v atomu se nemůžou shodovat ve všech čtyřech kvantových číslech  liší se přinejmenším spinem  takové elektrony, které se liší pouze spinem tvoří elektronový pár a leží v jednom orbitalu

  1. Výstavbový princip (princip minimální energie)

• orbitaly jsou zaplňovány tak, že se napřed zaplní orbitaly s energií nižší a poté orbitaly s energií vyšší  výsledkem je co nejnižší energie atomu  při takové energii je atom v základním stavu

• orbitaly se zaplňují v pořadí: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d

• nepravidelnosti jsou způsobeny např. závislostí energie orbitalů na protonovém čísle, relativně vyšší stabilita určitých konfigurací, …

• pomůcky pro rychlé stanovení pořadí orbitalů při zaplňování:

1. Pravidlo n + l

• elektrony zaplňují nejdříve ten orbital, jehož součet n + l (hlavní + vedlejší kvantové číslo) je nižší

• mají-li orbitaly součet n + l stejný, je rozhodující nižší hodnota n

1. Tabulka – postupuje se po směru šipek (dolů)