Kvantová mechanika
Kvantová mechanika poskytuje nejaktuálnější popis stavby atomu. Její název pochází od faktu, že se v tomto modelu energie nemění plynule, ale po větších částech, kvantech. Je velmi složitá, proto si vysvětlíme jen její pohled na uspořádání elektronů, který budeme potřebovat pro zápis elektronové konfigurace.
Kvantová čísla
Kvantová mechanika používá k popisu elektronů 4 kvantová čísla. Každý elektron v atomu tak má k sobě přiřazenou nějakou kombinaci těchto čísel, které určují jeho vlastnosti.
HLAVNÍ KVANTOVÉ ČÍSLO
Prvním kvantovým číslem je hlavní kvantové číslo, které se značí n. Toto číslo určuje vzdálenost elektronu od jádra, tedy v jaké elektronové vrstvě atomu se nachází. Nabývá hodnot n1, n2, n3 až n8 nebo také K, L, M až R, což do určité míry odpovídá číslu periody. Pokud tak budou objeveny další prvky, může nám přibýt i n9 nebo vyšší.
Na hlavním kvantovém číslu závisí energie elektronů a velikost orbitalu.
chat_bubblePOJEM ORBITAL
Orbital je prostor kolem atomu, ve kterém se s určitou pravděpodobností bude vyskytovat elektron. Lze si jej tak představit jako nádobu, ve které se elektron může volně pohybovat, takže se může vyskytovat v jakékoli její části. S orbitalem to funguje podobně, akorát hranice orbitalu není určena pevnými stěnami nádoby, nýbrž vzájemnými silovými interakcemi mezi částicemi.
VEDLEJŠÍ KVANTOVÉ ČÍSLO
Vedlejší kvantové číslo je druhým ze čtyř kvantových čísel. Značí se l a může nabývat hodnot od 0 do n-1. Pro elektrony s hlavním kvantovým číslem n3 by to tak byly hodnoty 0, 1, 2. Toto kvantové číslo určuje tvar orbitalu. Orbital s vedlejším kvantovým číslem 0 se také označuje jako s-orbital a má tvar koule. Pro hodnotu 1 to je p-orbital, jehož tvar by vznikl rotací osmičky kolem své osy. Hodnotě 2 odpovídá d-orbital a pro hodnotu 3 tu je f-orbital, ty už ale mají dost komplexní tvary.
MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO
Třetí kvantové číslo na seznamu se značí ml a nabývá hodnot od -l do l a určuje orientaci orbitalu v prostoru. U orbitalu typu s by to tedy bylo pouze 0, protože kouli nelze otočit. Pro orbital typu p by to byly hodnoty -1, 0, 1, což odpovídá různým otočením ve směru tří os.
SPINOVÉ KVANTOVÉ ČÍSLO
Poslední z kvantových čísel se značí ms a v případě elektronů nabývá hodnot 1/2 a -1/2. Určuje vnitřní moment hybnosti elektronu a vyplývá z něj důležitá vlastnost, že se elektrony vyskytují v párech, jejichž spinové kvantové číslo je opačné.
Pravidla pro zaplňování orbitalů
Ke kvantovým číslům se váží tři důležitá pravidla, která určují, jakých hodnot kvantových čísel budou elektrony v atomu nabývat. Jsou velmi důležité při zápisu elektronové konfigurace.
fast_forwardVPŘED
Když jste nyní obeznámeni s kvantovými čísly, můžete se vrhnout na několikrát zmíněný zápis elektronové konfigurace.