Budowa atomu

Atomistyczno czasteczkowa teoria budowy materii
Pojecie atomu pojawilo sie w IV w p.n.e.. Wprowadzil je grecki filozof Demokryt z Abdery. Pochodzi ono od greckiego slowa "atomas" (niepodzielny). W XIX w dokonano odkryc naukowych, które utworzyly pojecie niepodzielnego atomu i ujawnily istnienie wewnetrznych skladników atomu. Zatem termin"atom" ma znaczenie historyczne. W 1804 roku angielski uczony John Dalton opracowal hipoteze o atomistyczno- czasteczkowej teorii budowie materii. Nastepnie opracowanie to zostalo udowodnione naukowo. W wersji wpólczesnej obowiazuje do dzisiaj.
VII postulaów wspólczesnej teorii Daltona:
Kazdypierwiastek chemiczny jest zbiorem malych czasteczek zwanych atomami. Wszystkie atomy tego samego pierwiastka maja takie same wlasnosci chemiczne.
Atomy róznych pierwiastków róznia sie od siebie cechami fizycznymi i chemicznymi. Istnieje tyle rodzajów atomów ile mamy pierwiastków
Atom danego pierwiastka nie moze ulec pszeksztalceniu w atom innego pierwiastka na drodze zwyklej reakcji chemicznej.
Laczenie sie pierwiastków w zwiazki chemiczne polega na laczeniu sie atomów róznych pierwiastków w wieksze zespoly zwane czasteczkami.
Zwiazek chemiczny jest zbiorem czasteczek. Wszystkie czasteczki danego zwiazki chemicznego zawieraja te sama liczbe tych samychatomów i maja identyczne wlasnosci chemiczne.
Rozlozenie zwiazku chemicznego na pierwiastki polega na rozpadzie czasteczek na atomy
Atomy tego samego pierwiastka moga polaczyc sie w czasteczki np O2. ó(powrt)
Atomy i czasteczki pierwiastków
Zjawisko polegajace na wystepowaniu danego pierwiastka w kilku róznych postaciach (zwanych odmianami alotropowymi) nazywamy alotropia czyli wielopostaciowoscia pierwiastka chemicznego (np. O2 i O3)
Odmiany alotropowe tlenu : tlen ,ozon
Odmiany alotropowe wegla: diament, grafit, fullerenyó(powrt)
Masa atomowa, masa czasteczowa
Atomowa jednostka masy [u]- jest to masa odpowiadajaca 1/12 masy atomu wegla izotopu 12C.
1 u = 0,166 * 10-23 grama
1 g = 6,023 * 10 23 u
wynika z tego wzór: masa atomowa= masa bezwzgledna / 0,166 * 10-23
Masa bezwzgledna- masa wyrazona w gramach
Masa atomowa pierwiastka- jest to masa atomu tego pierwiastka wyrazona w "u" , czyli jest to liczba wskazujaca ile razy masa atomu tego pierwiastka jest wieksza od 1/12 masy izotopu wegla 12C.
Masa czasteczkowa pierwiastka- jest to masa czasteczki tego pierwiastka wyrazona w "u" , czyli jest to liczba wskazujaca ile razy masa czasteczki tego pierwiastka jest wieksza od 1/12 masy izotopu wegla 12C.
Masa czasteczkowa zwiazku chemicznego- jest to masa czasteczki tego zwiazku wyrazona w "u" , czyli jest to liczba wskazujaca ile razy masa czasteczki tego zwiazku chemicznego jest wieksza od 1/12 masy izotopu wegla 12C.ó(powrt)
Prawo zachowania masy
Masa substratów reakcji jest równa masie produktów reakcji
msubstratów= mproduktów ó(powrt)
Budowa atomu
W centralnej czesci atomu znajduje sie dodatnio naladowane jadro w którym znajduja sie protony i neutrony. Za zwarta strukture jadra atomowego odowiadaja sily jadrowe. Natura tych sil nie zostala do dzisiaj poznana. Do okola jadra w bardzo znacznej od niego odleglosci, bezustannie i z ogromna predkoscia kraza po eliptycznych torach elektrony. Miedzy jadrem a elektronami istnieje jakby wolna przestrzen. Te pozornie pusta przestrzen wypelnia chmura elektronowa i ich pole elektromagnetyczne. Elektrony kraza z predkoscia okolo 6 mld okrazen na mikrosekunde! W rezultacie w danej chwili elektron znajduje sie wszedzie dokola jadra i tworzy cos w rodzaju chmury elektrycznosci ujemnej. elektrony krazace w tej samej odleglosci od jadra tworza powloke elektronowa. powlok tych moze byc maksymalnie 7. Oznaczamy je w kolejnosci od jadra symbolami literowymui: K,L,M,N,O,P. Sposób rozmieszczenia elektronów na powlokach nazywamy konfiguracja eklektronowa. Przy rozpisywaniu tej konfiguracji pomocny jest wzór 2n2 okreslajacy maksymalna liczbe elektronów na danehj powloce (n- numer powloki w kolejnosci od jadra). Elektrony krazace po ostatniej powloce nazywaja sie elektronami walencyjnymi i okreslaja wartosciowosc pierwiastka.
protony (p)- sa to czastki elementarne posiadajace jednostkowy ladunek dodatni +1 oraz jednostkowa mase okolo 1,0073 u
neutrony (n) - czastki elementarne posiadajace jednostkowa mase okolo 1,0087 u i sa pozbawione ladunku elektrycznego.
elektrony(e) - czastki elementarne obdarzone jednostkowym ladunkiem ujemnym -1 i bardzo mala masa równa 1/1846 u (dokladnie 0,00055 u ) Sa wiec praktycznie pozbawione masy.ó(powrt)
Budowa atomu a polozenie w ukladzie okresowym
· Numer grupy w ukladzie wskazuje na to jaka wartosciowosc ma dany pierwiastek (liczba elektr. walencyjnych)
· Numer okresu w ukladzie (1-7) wskazuje nam liczbe powlok elektrnowych w atomie danego pierwiastka.
· Liczba atomowa wskazuje ile jest protonów w jadrze (jednoczesnie liczbe elektronów).
· Liczbe nutronów obliczami odejmujac od liczby masowej liczbe atomowa pierwiastka.

Masa cząsteczki wody równa jest w przybliżeniu 18 u. W jednym molu wody jest N = 61023 cząsteczek wody. Jeden mol wody ma masę 18 g. Masa jednej cząsteczki wody równa jest 18g/(61023)=310-23g.

nazwa oznaczenie masa masa przyblizona ladunek elektryczny
symbol [u] [u] e
proton p 1,0073 1 +1
neutron n 1,0087 1 0
elektron e- 0,00055 znikoma -1


Jednostka masy atomowej u 1 u = 1/12 masy atomu wegla 12C
Jednostka ladunku elektrycznego ladunek elementarny (ladunek protonu)

Model budowy atomu Rutherforda (1911)
Elektrony kraza wokól jadra atomowego jak planety wokól Slonca Atom jest elektrycznie obojetny W atomie liczba protonów jest równa liczbie elektronów Jadro atomowe ma ladunek dodatni Elektrony maja ladunki ujemne Liczba neutronów w jadrze (oprócz wodoru) jest równa lub wieksza od liczby protonów. Miedzy protonami i neutronami dzialaja sily jadrowe. Dosrodkowa sila elektrostatyczna trzyma elektrony na uwiezi w atomie.

MODEL ATOMU BOHRA
W modelu atomu wedlug Bohra elektrony kraza po orbitach tzw. powloki. Elektrony moga przeskakiwac z powloki na powloke. Przy zmianie powloki nastepuje zmiana energii elektronu. Energia elektronu rosnie wraz z odlegloscia od jadra. Stan o wiekszej energii jest stanem nietrwalym - nazywamy go stanem wzbudzonym. Zmiana energii elektronu w atomie zachodzi w sposób kwantowy (skokowy). W sklad jadra atomowego wchodza protony i neutrony. Liczba atomowa Z równa jest liczbie protonów w jadrze. Liczba Z równa jest liczbie porzadkowej pierwiastka w ukladzie okresowym Liczba elektronów w atomie równa jest liczbie protonów w jadrze. Liczba masowa A atomu równa jest sumie ilosci protonów i ilosci neutronów w jadrze atomu. A = Z + N czyli N = A - Z, gdzie N oznacza liczbe neutronów w jadrze.

Izotopy to odmiany atomów tego samego pierwiastka, o takiej samej liczbie atomowej, a różnej liczbie masowej, czyli o tej samej liczbie protonów, różniące się liczbą neutronów w jądrze. Promieniotwórczość naturalna pochodzi od nietrwałych izotopów. Izotopów nie mają: Be, Al, F, Na, P, Mn.

Konfiguracja elektronowa
W zaleznosci od potrzeb konfiguracje elektronowa pierwiastka mozemy przedstawic za pomoca trzech sposobów:
1) podanie rozmieszczenia elektronów w powlokach/
2) podanie rozmieszczenia elektronów w powlokach i podpowlokach
3) podanie rozmieszczenia elektronów w powlokach, podpowlokach i poziomach orbitalnych.
Sposób 1
1) Kiedy okreslamy tylko rozlozenie elektronów w powlokach oznaczamy je umownie kiolejnymi wielkimi literami alfabetu zaczynajac od K (1 powloka- K jest najbardziej wewnetrzna).
Na przyklad atom tlenu ma 8 elektronów a wiec na pierwszej powloce (K) beda 2, a na drugiej 6 elektronów co zapisujemy:
K2L6 (maksymalna liczbe elktronów na powloce obliczamy ze wzoru 2n2 )
Sposób 2
2) Jezeli chcemy przedstawic rozmieszczenie elektronów w powlokach i podpowlokach musimy okreslic liczby kwantowe , a nastepnie ze wzoru 4l+2 (patrz "Liczby kwantowe" 3 akapit) obliczyc maksymalna liczbe elektronów na danych podpowlokach, rozpisujac je az do "wykorzystania" wszystkich elektronów.
sposób zapisu konfiguracji
Pamietajmy ze liczbe powlok okresla glówna liczba kwantowa, liczbe podpowlok , a poboczna liczba kwantowa liczbe podpowlok w danej powloce (wszystkie nie musza byc wypelnione).
Uwaga!
Podpowloki wypelniaja sie w kolejnoscji rosnacej energii tych podpowlok, co przedstawia tabela:
Sposób 3
W zasadzie jest to rozwiniecie sposobu drugiego, o przedstawienie rozmieszczenia elektronów w poszczególnych orbitalach.
Jak wiemy, w orbitalu moga byc tylko dwa elektrony, o przeciwnej liczbie spin (1/2 lub -1/2). Liczbe orbitali w podpowlokach przedstawia tabelka w dziale orbitale (na dole strony).
Poniewaz znamy liczbe elektronów w podpowlokach, uzupelniamy orbitale elektronami, zgodnie z regula Hunda: mówiaca o tym, ze w jednej podpowloce musi znajdowac sie jak najwiecej niesparowanych elektronów.

Czastki elemnetarne

Atom jest najmniejsza jednostka budowy pierwiastka chemicznego. Sklada sie z jadra i elektronów znajdujacych sie w przestrzeni otaczajacej jadro. Czastkami elementarnymi wchodzacymi w sklad jadra sa neutrony i protony ( tzw. neukleony ). Neutrony sa elektrycznie obojetne, protony posiadaja elementarny ladunek dodatni. Ich masy sa w przyblizeniu takie same. Laczna liczba protonów i neutronów okresla liczbe masowa jadra. Liczba protonów w jadrze , zwane liczba atomowa okresla liczbe porzadkowa pierwiastka. Liczbe neutronów oblicza sie odejmujac od liczby masowej liczbe atomowa. U pierwiastków lzejszych liczba neutronów jest równa liczbie protonów , u pierwiastków ciezszych liczba neutronów przewyzsza liczbe protonów.
ódo gry
Pierwiastek

Jest to zbiór atomów o tej samej liczbie protonów, tym samym ladunku jadra.
ódo gry
Izotopy

Sa to atomy tego samego pierwistka rózniace sie liczba neutronów. Pierwistek o nieparzystej liczbie atomowej maja najwyzej dwa izotopy (wyjatek stanowi wodór i potas). Pierwiastki o parzystej liczbie atomowej maja wiecej niz dwa izotopy (najwieksza ilosc izotopów posiada cyna-10). Istnieja takze pierwiastki w postaci jednego nuklidu np. beryl, sód, fluor, glin. Izotopy nie posiadaja odrebnych symboli, wyjatek stanowi wodór. Izotopy posiadaja te same wlasciwosci chemiczne róznia sie wlasciwosciami fizycznymi. Pojecie izotopu odnosi sie do odmian pierwiastka, rózniacych sie liczba masowa, a atomy poszczególnych izotopów nosza nazwe nuklidów. Uwzgledniajac procentowa zawartosc w przyrodzie poszczególnych izotopów w danym pierwiastku mozna obliczyc jego srednia mase atomowa tzw. srednia wazona mas atomowych odpowiednich izotopów.
ódo gry
Izobary

Sa to atomy róznych pierwistków posiadajacych takie same liczby masowe
ódo gry
Izotony

Sa to atomy róznych pierwiastków o tej samej liczbie neutronów.
ódo gry
Sily jadrowe, defekt masy a energia wiazania

W jadrze atomowym istnieja sily jadrowe miedzy nukleonami, które dzialaja na male odleglosc (promien jadra atomowego wynosi 10-13 cm) i nie sa zalezne od ladunku. Przy zderzeniach neutronów z protonami moze dojsc do wymiany ladunku , czyli zamiany protonu w neutron i odwrotnie. Energie oddzialywan pomiedzy nukleonami mozna wyliczyc np. Masa atomowa helu powinna byc równa sumie mas dwóch protonów i dwóch neutronów tj. 4,0319 u. Jednak najdokladniejsze eksperymentalne oznaczenia masy atomowej helu daja wartosc 4,0015 u. Róznica 0,03039 u nosi nazwe defektu (niedoboru) masy. Stosujc równanie Einsteina E=mc2 mozna okreslic ilosc energii, jaka zostanie wyzwolona przy zmniejszaniu sie masy ukladu o 0,03039 u. Energie te nazwano energia wiazania jadra. Jej wielkosc pozwala okreslic ilosc energii, jaka zostanie wyzwolona przy powstawaniu jadra lub ilosc energii, jaka trzeba dostarczyc w celu rozbicia jadra. Im wiekszy jest defekt masy, im wieksza jest energia wiazania tym bardziej stabilnie jest powstale jadro atomowe. Stabilne jadra maja w przyblizeniu taka sama liczbe neutronów i protonów. Bardzo stabilne sa jadra z parzystymi liczbami protonów i neutronów. Stabline sa tez takie jadra, w których stosunek neutronów do protonów wynosi 3 : 2. W innych przypadkach dochodzi do samorzutnej przemiany w inny atom przez wysylanie promieniowania.
ódo gry
Promieniotwórczosc

Promieniowanie (przemiana) -
Do przemiany tej dochodzi, kiedy jadra atomowe posiadaja nadwyzke neutronów nad protonami. Nastepuje przemiana neutronu w proton i wypromieniowany zostaje elektron.
Emisja elektronu z jadra, z przemiana neutronu w proton powoduje zmiane liczby atomowej (Z), podwyzszajac ja o 1 przy zachowaniu tej samej liczby masowej (A).

Promieniowanie +
Te przemiane stwierdzono tylko w przemianach sztucznych izotopów promieniotwórczych. Jezeli istnieje w jadrze atomowym nadwyzka protonów nad neutronami wówczas zostaje wypromieniowany pozyton.
Powstajacy pierwiastek posiada obnizona o 1 liczbe atomowa (Z) i nie zmieniona liczba masowa (A).

Czynnikiem decydujacym o trwalosci jadra jest jego masa. U wiekszosci jader, których liczba masowa jest wieksza lub równa 210 dochodzi do promieniowania alfa.
W przemianie tej oddziela sie od jadra czastka . Emisje czasteczki alfa prowadzi do zmiejszenia liczby atomowej (Z) o 2 jednostki, a liczby masowej (A) o 4 jednostki.

Kiedy przy przemianie pierwiastka promieniotwórczego powstaje ponownie pierwiastek promieniotwórczy, to ma miejsce kolejna przemiana.
Wiekszosc pierwiastków promieniotwórczych w przyrodzie zaliczyc mozna do trzech szeregów promieniotwórczych:
1. szereg uranowo-radowy, wywodzacy sie od izotopu uranu 23892U
2. szereg torowy, wywodzacy sie od izotopu toru 23290Th
3. szereg uranowo-aktynowy, wywodzacy sie od izotopu uranu 23592U
Kazdy z tych szeregów zakonczony jest jednym ze stabilnych izotopów olowiu. Dla kazdego pierwiastka promieniotwórczego charakterystyczny jest tzw. okres póltrwania (t0,5), okres czasu po którym ulegnie rozpadowi polowa jadra danego izotopu.

ódo gry
Elektrony w atomie

Jadro atomowe otaczaja elektrony, poruszajace sie w przestrzeni kulistej o promieniu ok. 10-9 cm. Liczba elektronów jest równa ladunkowi jadra (liczbie atomowej), ale tylko w atomie obojetnym.
Elektron posiada wlasciwosci korpuskularne (jest czastka materii o okreslonej masie) i falowe (moze zachowywac sie, jakby byl fala). Struktura elektronowa atomów i czasteczek zajmuje sie teoria kwantowa, która opiera sie na zasadzie nieoznaczonosci Heisenberga: nie mozna równoczesnie okreslic dokladnie polozenia i pedu elektronu. Teoria ta pozwala na okreslenie prawdopodobienstwa znalezienia elektronu w danym obszarze.
Elektron nie krazy po torach wokól jadra, mozna go znalesc w przestrzeni otaczajacej jadro. Najmniejszy obszar przestrzeni charakteryzujacy sie duzym prawdopodobienstwem znalezienia elektronu nosi nazwe orbitalu atomowego.
Dla oznaczenia funkcji falowej (orbitalu), która odpowiada okreslonemu stanowi energetycznemu elektronu w atomie podaje sie cztery liczby kwantowe:

Glówna liczba kwantowa (n) przyjmuje wartosci kolejnych liczb naturalnych 1, 2, 3... (wg Bohra K, L, M...). Od niej zalezy energia danego elektronu. W miare oddalnia sie elektronu od jadra jego energia rosnie. W odleglosci nieskonczenie wielkiej równa jest zeru.
E = - 1/n2 * E1
gdzie:
n - glówna liczba kwantowa
E1 - bezwzgledna wartosc elektronu wodoru w stanie podstawowym (13,6 eV)

Oprócz stanu podstawowego, o najnizszej energii elektron moze wystepowac w stanie wzburzonym, do którego przychodzi poprzez doprowadzenie energii z zewnatrz.
Glówna liczba kwantowa decyduje o rozmiarach orbitalu - im wieksza wartosc n, tym wiekszy jest orbital.
Zbiór wszystkich stanów kwantowych (elektronów) o tej samej wartosci glównej liczby kwantowej tworza te sama powloke elektronowa atomu. Maksymalna ilosc elektronów w powloce wynosi 2 n2.

Poboczna liczba kwantowa (l) przyjmuje wartosci liczb calkowitych od 0 do n-1 wlacznie.
Precyzuje dokladnie stan energetyczny danej powloki. Od niej zalezy moment pedu elektronu i ksztalt orbitalu.
Jezeli n=4 to
1=0 s
1=1 p
1=2 d
1=3 f

Wszystkie orbitale s sa kulisto-symetryczne. (rysunek ponizej)

Trzy orbitale p maja ksztalt hantli (ósemek). Ksztalty przestrzenne pieciu orbitali d i siedmiu orbitali f sa skomplikowane.
Zbiór stanów kwantowych o tych samych wartosciach n i l stanowi te sama podpowloke elektronowa. Liczba stanów kwantowych wyraza sie wzorem 4l + 2.

l 0 1 2 3 4 5...
symbol podpowloki s p d f g h...
liczba stanów kwantowych 2 6 10 14 18 22...

Magnetyczna liczba kwantowa (m) przyjmuje wartosci liczb calkowitych, takich ze:

Okresla rzut moment pedu na wyrózniony kierunek, decyduje o wzajemnym ulozeniu orbitali w przestrzeni. Wartosc tej liczby mówi równoczesnie o liczbie orbitali w danej podpowloce.
Jezeli :
1=0 to m=0 i dlatego istnieje jeden orbital kulisty S
1=0 to m przyjmuje wartosc - 1,0, +1 i dlatego istnieja trzy orbitale p. Ich nazwy sa okreslane wedlug osi, na której znajduje sie przestrzen najwiekszego prawdopodobienstwa wystepowania elektronów.

1=2 to m przyjmuje wartosc -2,-1,0, +1,+2 i dlatego podpowloka d sklada sie z pieciu orbitali
1=3 to m przyjmuje wartosc -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 i dlatego podpowloka f posiada siedem orbitali
Zbiór stanów kwantowych o tych samych wartosciach n,1,m znajduja sie na tym samym poziomie orbitalnym. Kazda podpowloka zawiera 2l +1 poziomów orbitalnych.

Magnetyczna spinowa liczba kwantowa (ms) charakteryzuje rzut spinu na wyrózniony kierunek w przestrzeni. Moza przyjmowac tylko dwie wartosci: +1/2 lub -1/2 i dlatego okresla liczbe stanów kwantowych w poziomie orbitalnym.
Przy opisie stanu kwantowego elektronu pomija sie piata liczbe kwantowa, zwana spinowa liczba kwantowa (s), gdyz wszystkie elektrony maja identyczna wartosc spinowej liczby kwantowej (s=1/2)
Powyzsze rozwazania dotyczyly stanu podstawowego i wzbudzonego w atomie wodoru. W atomach wieloelektronowych nalezy rozpatrywac nie tylko sily elektrostatycznego przyciagania elektronu przez jadro, jak ma to miejsce w przypadku elektronu atomu wodoru, ale takze elektrostatyczne sily odpychania przez inne elektrony. W tym przypadku stosuje sie tzw. przyblizenie jednoelektronowe, polegajace na tym, ze rozpatruje sie oddzielnie kazdy elektron. Elektrony otaczaja jadro kulista chmura ladunku ujemnego, zminiejszajac tym samym sile przyciagania jadro - wybrany elektron.
ódo gry
Zasady zapelniania orbitali

1. zasada rozbudowy
Orbitale o nizszej energii zapelniaja sie elektronami wczesniej niz orbitale o wyzszej energii. W przyblizeniu w nastepujacej kolejnosci:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 5d 4f 6p itp.

2. Zakaz Pauliego
Atom nie moze miec dwóch elektronów o takich samych wartosciach wszystkich czterech liczb kwadratowych. Musi sie róznic przynajmniej jedna liczba kwadratowa (najczesciej ms)

3. Regula Hunda
a) liczba niesparowanych eletronów, w danej podpowloce powinna byc mozliwie najwieksza
b) niesparowane elektrony maja jednakowy spin

c) pary elektronów tworza sie po zapelnieniu wszystkich poziomów orbitalnych danej podpowloki przez elektrony niesparowane.

Orbitale atomowe
Wspólczesna teoria (Bohra) przyjmuje, iz kazdy elektron znajduje sie w jednym z mozliwych stanów kwantowych. W stanie podstawowym elektron nie pochlania, ani nie emituje enrgii, natomiast zmiana stanu kwantowego powoduje jej zmiany.
W 1924 roku Louis Victor de Broglie wysunal hipoteze o podwójnym charakterze elektronu: moze on w pewnych warunkach zachowywac sie jak fala elektomagnetyczna.
Dany elektron w danym czasie znajduje sie praktycznie wszedzie wokól jadra i tworzy chmure elektronowa o kulistym ksztalcie. Tam gdzie prawdopodobienstwo napotkania elektronu jest duze jest ona gesta, a tam gdzie male, w miare zwiekszenia odleglosci od jadra "rozrzedza sie".
Model chmury eklektronowej w ukladzie wspólrzednych przedstawiajacy prawdopodobienstwo napotkania elektronu wraz ze wzrostem odleglosci od jadra Chmura ta nie ma wyraznie zaznaczonej granicy i teoretycznie rozciaga sie do nieskonczonosci. W chemii kwantowej stan elektronu okresla sie za pomoca funkcji falowej "psi" zwanej orbitalem atomowym. Elektron w stanie podstawowym, w którym ma on najnzsza energie przedstawia model orbitalu w ksztalcie kuli. Oznaczamy go symbolem s. Orbital p ma wyzszy poziom energetyczny od orbitalu s, poniewaz elektron znajduje sie tu w stanie wzbudzonym. Kazdy elektron w atomie pierwiastka zajmuje inny stan kwantowy!
Wyzszym stanom energii odpowiadaja orbitale o bardziej skomplikowanch ksztaltach.ó(powrt)
Liczby kwantowe
Kazdy stan kwantowy elektronu mozna opisac za pomoca tzw. liczb kwantowych.
Energie elektronu okresla GLÓWNA LICZBA KWANTOWA oznaczana symbolem n.
Przyjmuje ona wartosci n= 1,2,3,4,5.... teoretycznie az do nieskonczonosci.
Wszystkie stany kwantowe o tej samej liczbie n tworza zbiór, który nazywany powloka elektronowa. Oznaczamy je kolejnymi literami poczawszy od K,L,M,N,O,P i Q.ó(powrt)
liczba n = numer powloki = liczba wartosci l = liczba podpowlok elektronowych.

Liczbe stanów kwantowych, wiec i maksymalna liczbe elektronów na danej powloce obliczamy ze wzoru 2n2 .
Rozróznieniu stanów kwantowych na jedenj powloce sluzy orbitalna (poboczna) liczba kwanrowa l .
Przybiera ona wartosci: 0=< l =< (n-1), stad
dla n=1 l=0 lub l=1
dla n=2 l=0 lub l=1 lub l=2
dla n=3 l=0 lub l=1 lub l=2 lub l=3 itd. ó(powrt)

Wszystkie stany kwantowe o tych samych liczbach n i l tworza podpowloke elektronowa.
Maksymalna liczbe stanów kwantowych na podpowloce obliczamy ze wzoru 4l+2.
czyli dla n=4
l=0 to 4l+2=2 (na pierwszej powloce i pierwszej podpowloce (s) moga byc dwa elektrony)
l=1 to 4l+2=6 (na pierwszej powloce i drugiej podpowloce (p) moze byc 6 elektronów)
l=2 to 4l+2=10 (na pierwszej powloce i trzeciej podpowloce (d) moze byc 10 elektronów)
l=3 to 4l+2=14 (na pierwszej powloce i czwartej podpowloce (f) moze byc 14 elektronów) itd. ó(powrt)

Liczba orbitali w powlokach i podpowlokach Liczba orbitali w podpowlokach
Numer podpowloki Symbol podpowloki Symbole podpowlok s p d f
1 K s 1 x x x
2 L s,p 1 3 x x
3 M s,p,d 1 3 5 x
4 N s,p,d,f 1 3 5 7