Орбитали — это области пространства, в которых могут находиться электроны в атоме. Строение атома описывается моделью электронной оболочки, включающей электронные орбитали различной формы и энергии.
Основные типы орбиталей, обозначаемые буквами s, p, d и f, соответствуют различным энергетическим уровням электронов. Каждый тип орбитального подуровня может вмещать определенное количество электронов.
Орбитали s-подуровня имеют форму сферы и способны вмещать максимум 2 электрона. Они наименее энергетически выгодные и ближе остальных находятся к ядру атома.
Орбитали p-подуровня имеют форму шестиориентированных овалов. Все они равноэнергетческие и могут содержать не более 6 электронов — по 2 на каждую из трех ориентаций.
Орбитали d-подуровня обладают формой двухдольных кольцевых петель, которые вмещают в себя от 10 до 14 электронов. Необходимо помнить, что в атомах элементов, у которых электронная конфигурация d-подуровня не заполнена полностью, электроны этой области пространства могут находиться и других частях оболочки.
Орбитали f-подуровня обладают формой сложных восьмиугольных фигур и вмещают от 14 до 18 электронов. Такие орбитали встречаются в расширенной электронной оболочке элементов периода 6 и 7.
Таким образом, количество электронов, которое может находиться на орбиталях s p d f, зависит от их типа и энергетического уровня. Соблюдение правил заполнения электронных орбиталей позволяет предсказывать физические и химические свойства атомов и их соединений.
Какое количество электронов может находиться на s p d f орбиталях?
Орбиталь s может содержать максимум 2 электрона.
Орбиталь p может содержать максимум 6 электронов, располагая их в трех парах с противоположными спинами.
Орбиталь d может содержать максимум 10 электронов, располагая их в пяти парами с противоположными спинами.
Орбиталь f, наиболее высокая по энергии, может содержать максимум 14 электронов, располагая их в семи парами с противоположными спинами.
Таким образом, количество электронов на s p d f орбиталях зависит от типа орбитали и варьируется от 2 до 14.
Орбитали: что это такое?
Существуют четыре основных типа орбиталей: s, p, d и f. Каждый тип орбиталей имеет свойственную форму и ориентацию в пространстве.
Орбитали s-типа имеют сферическую форму и наибольшую вероятность нахождения электрона вблизи ядра атома. На каждой орбитале s-типа может находиться максимум 2 электрона.
Орбитали p-типа имеют форму шарового накопителя с двумя главными узлами. Каждая орбиталь p-типа ориентирована вдоль осей x, y и z. На каждой орбитале p-типа может находиться максимум 6 электронов.
Орбитали d-типа имеют сложную форму с пяти главными узлами. Каждая орбиталь d-типа ориентирована в пространстве и может принимать значения от -2 до +2. На каждой орбитале d-типа может находиться максимум 10 электронов.
Орбитали f-типа имеют еще более сложную форму с семью главными узлами. Каждая орбиталь f-типа ориентирована в пространстве и может принимать значения от -3 до +3. На каждой орбитале f-типа может находиться максимум 14 электронов.
Каким образом орбитали заполняются электронами?
Заполнение орбиталей электронами происходит согласно правилам Афбау, Паули и Хунда.
- Правило Афбау (или правило строения первого ряда): сначала заполняются орбитали более низкой энергии, а затем – орбитали более высокой энергии.
- Правило Паули: на одной орбитали может находиться не более двух электронов, которые должны иметь противоположные спины.
- Правило Хунда (или правило минимальной энергии): орбитали с одним и тем же значением главного квантового числа заполняются, начиная с орбитали с наименьшей энергией.
Каждая орбиталь (s, p, d, f) может вместить определенное количество электронов:
- Орбиталь s: может содержать максимум 2 электрона.
- Орбиталь p: может содержать максимум 6 электронов (3 орбиталя с по 2 электронами в каждом).
- Орбиталь d: может содержать максимум 10 электронов (5 орбиталей с по 2 электрона в каждом).
- Орбиталь f: может содержать максимум 14 электронов (7 орбиталей с по 2 электрона в каждом).
Таким образом, правильное заполнение орбиталей согласно указанным правилам позволяет определить расположение электронов в атоме или ионе.
Число электронов на s орбитали
Одна s-орбиталь имеет форму сферы, и все s-орбитали в определенной энергетической области называются s-подуровнями. Более высокие энергетические уровни включают больше s-подуровней, каждый из которых может вместить по 2 электрона.
Число электронов на s-орбитали можно выразить в виде следующей таблицы:
| Номер энергетического уровня (n) | Число s-подуровней | Максимальное число электронов на s-орбитали |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 2 |
| 2 | 1 | 2 |
| 3 | 1 | 2 |
| 4 | 1 | 2 |
| 5 | 1 | 2 |
| 6 | 1 | 2 |
Таким образом, на s-орбитали каждого энергетического уровня может находиться не более 2 электронов. Это означает, что в основном состоянии атома на s-орбитали в атомах с атомным номером больше 2 находятся 2 электрона, в то время как все остальные электроны располагаются на других типах орбиталей, таких как p, d и f.