Почему 4s заполняется раньше 3d?

По правилу n+ℓ у нейтрального атома в основном состоянии 4s (n+ℓ = 4) ниже 3d (n+ℓ = 5). Когда 3d начинает заполняться, уровень 4s поднимается, и при ионизации электроны обычно уходят сначала с 4s.

Что означают стрелки вверх и вниз?

Это электроны с проекцией спина +1/2 и −1/2. По принципу Паули на одной орбитали два электрона только с противоположными спинами, поэтому их рисуют парой «вверх–вниз».

Есть ли здесь ионы и возбуждённые состояния?

Нет. Строят конфигурацию основного состояния нейтрального атома по порядку Клечковского. Чтобы показать ион или возбуждение, электроны нужно снять или перенести на более высокий уровень — это уже другая задача.

Почему по Хунду сначала заполняют разные орбитали?

Электроны отталкиваются. Разнести их по вырожденным орбиталям и держать спины параллельными выгоднее, чем сразу сажать пару на одну орбиталь: на спаривание нужна дополнительная энергия.

Электронная конфигурация

Заполнение орбиталей: правило Клечковского, принцип Паули и правило Хунда.

Предсказание Ауфбау

1s²2/2 e⁻

2s²2/2 e⁻

2p⁶6/6 e⁻

3s²2/2 e⁻

3p⁴4/6 e⁻

Эталон (набор данных)

1s²2/2 e⁻

2s²2/2 e⁻

2p⁶6/6 e⁻

3s²2/2 e⁻

3p⁴4/6 e⁻

Компактная запись

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Sulfur or sulphur (see spelling differences) is a chemical element with symbol S and atomic number 16. It is an abundant, multivalent non-metal. Under normal conditions, sulfur atoms form cyclic octatomic molecules with chemical formula S8.

О модели

Электронная конфигурация атома — распределение электронов по орбиталям в основном состоянии. Порядок заполнения задаёт правило Клечковского (n+ℓ): сначала меньшая сумма n+ℓ, при равенстве — меньшее n; отсюда ряд 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, … Принцип Паули: на одной орбитали не больше двух электронов с противоположными спинами. Правило Хунда: в подоболочке электроны сначала занимают разные орбитали с параллельными спинами, затем спариваются. Орбитали показаны ячейками фиксированной энергии; смещение уровней в многоэлектронном атоме не считается. Эталонная строка берёт табличные конфигурации: у Cr, Cu, Mo, Pd и ряда других один s-электрон переходит на d (или f), и предсказание по n+ℓ расходится с фактом.

Для кого: 9–11 класс и общая химия: строение атома и периодичность.

Ключевые понятия

электронная конфигурация
правило Клечковского
принцип Паули
правило Хунда
главное квантовое число
орбиталь
принцип наименьшей энергии

Как это работает

С ростом Z электроны заполняют подоболочки по правилу Клечковского. На схеме — клетки орбиталей и стрелки спинов. Строка эталона сравнивает это предсказание с табличной конфигурацией: у Cr, Cu и других бывают исключения.

Основные формулы

Порядок: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → …

Часто задаваемые вопросы

Почему 4s заполняется раньше 3d?: По правилу n+ℓ у нейтрального атома в основном состоянии 4s (n+ℓ = 4) ниже 3d (n+ℓ = 5). Когда 3d начинает заполняться, уровень 4s поднимается, и при ионизации электроны обычно уходят сначала с 4s.
Что означают стрелки вверх и вниз?: Это электроны с проекцией спина +1/2 и −1/2. По принципу Паули на одной орбитали два электрона только с противоположными спинами, поэтому их рисуют парой «вверх–вниз».
Есть ли здесь ионы и возбуждённые состояния?: Нет. Строят конфигурацию основного состояния нейтрального атома по порядку Клечковского. Чтобы показать ион или возбуждение, электроны нужно снять или перенести на более высокий уровень — это уже другая задача.
Почему по Хунду сначала заполняют разные орбитали?: Электроны отталкиваются. Разнести их по вырожденным орбиталям и держать спины параллельными выгоднее, чем сразу сажать пару на одну орбиталь: на спаривание нужна дополнительная энергия.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Химия».

Вся категория →

ПопулярноеДети

Периодическая таблица Менделеева

Запустить симулятор

Периодическая система: атомный номер, электронная конфигурация, свойства и типичное применение элемента.

НовоеШкольные

Круг Фроста и ароматичность

Запустить симулятор

Вписанный n-угольник на уровнях π-МО Хюккеля; число π-электронов против правил 4k+2 и 4k; заполнение снизу по два на орбиталь.

НовоеШкольные

Формы атомных орбиталей

Запустить симулятор

Плоская цветовая карта |ψ|² для s-, p- и d-подобных угловых распределений (учебная модель, не расчёт Хартри–Фока).

НовоеШкольные

Частица в потенциальной яме

Запустить симулятор

Суперпозиция состояний n = 1 и n = 2: эволюция |Ψ|² во времени и среднее ⟨E⟩ (модельные единицы).

НовоеШкольные

Метод Хюккеля: π-орбитали

Запустить симулятор

Секулярная матрица H = αI + βA для бутадиена и бензола; собственные энергии и карты линейных комбинаций на π-каркасе.

НовоеУниверситет / научные

Последовательный опыт Штерна–Герлаха

Запустить симулятор

Два прибора Штерна–Герлаха: вероятность «вверх» на втором равна cos²(θ/2) или sin²(θ/2) после фильтра |±z⟩.

Электронная конфигурация

Предсказание Ауфбау

Эталон (набор данных)

Компактная запись

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы

Похожие симуляторы

Периодическая таблица Менделеева

Круг Фроста и ароматичность

Формы атомных орбиталей

Частица в потенциальной яме

Метод Хюккеля: π-орбитали

Последовательный опыт Штерна–Герлаха

Электронная конфигурация

Предсказание Ауфбау

Эталон (набор данных)

Компактная запись

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы