Elektronlar katmanlara nasıl dağıtılır. Elektronların enerji seviyelerine göre dağılımı
Elektronların enerji seviyeleri üzerindeki dağılımı, herhangi bir elementin metalik ve metalik olmayan özelliklerini açıklar.
elektronik formül
Serbest ve eşleştirilmiş negatif parçacıkların düzeylere ve alt düzeylere yerleştirildiğine göre belirli bir kural vardır. Elektronların enerji seviyelerine göre dağılımını daha ayrıntılı olarak ele alalım.Birinci enerji seviyesinde sadece iki elektron vardır. Yörüngenin onlarla doldurulması, enerji kaynağı arttıkça gerçekleştirilir. Bir kimyasal elementin atomundaki elektronların dağılımı, bir sıra sayısına karşılık gelir. Minimum sayıdaki enerji seviyeleri, değerlik elektronlarının çekirdeğe en belirgin çekim kuvvetine sahiptir.
Elektronik formül derleme örneği
Bir karbon atomu örneğini kullanarak elektronların enerji seviyeleri üzerindeki dağılımını düşünün. Seri numarası 6'dır, bu nedenle çekirdeğin içinde pozitif yüklü altı proton vardır. Karbonun ikinci periyodun bir temsilcisi olduğu göz önüne alındığında, iki enerji seviyesinin varlığı ile karakterize edilir. İlkinin iki elektronu var, ikincisinin dört elektronu var.Hund kuralı, farklı dönüşlere sahip sadece iki elektronun bir hücredeki yerini açıklar. İkinci enerji seviyesinde dört elektron vardır. Sonuç olarak, bir kimyasal elementin atomundaki elektronların dağılımı şu şekildedir: 1s22s22p2.
Elektronların alt seviyelere ve seviyelere dağılımının gerçekleştiği belirli kurallar vardır.
Pauli prensibi
Bu ilke Pauli tarafından 1925 yılında formüle edilmiştir. Bilim adamı, atoma aynı kuantum sayılarına sahip sadece iki elektron yerleştirme olasılığını şart koştu: n, l, m, s. Elektronların enerji seviyeleri üzerindeki dağılımının, serbest enerji miktarı arttıkça gerçekleştiğine dikkat edin.
Klechkovsky'nin kuralı
Enerji orbitallerinin doldurulması, n + l kuantum sayılarındaki artışa göre gerçekleştirilir ve enerji rezervindeki bir artış ile karakterize edilir.Bir kalsiyum atomundaki elektronların dağılımını düşünün.
Normal durumda, elektronik formülü aşağıdaki gibidir:
Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2.
D ve f elementleriyle ilgili benzer alt grupların elementleri için, daha düşük enerji rezervine sahip harici bir alt seviyeden bir elektronun önceki d veya f alt seviyesine “arızası” vardır. Benzer bir fenomen bakır, gümüş, platin, altın için tipiktir.
Bir atomdaki elektronların dağılımı, alt seviyelerin aynı dönüşlere sahip eşleşmemiş elektronlarla doldurulmasını içerir.
Sadece tüm serbest yörüngelerin tek elektronlarla tamamen doldurulmasından sonra, kuantum hücreleri, zıt dönüşlerle donatılmış ikinci negatif parçacıklarla desteklenir.
Örneğin, uyarılmamış nitrojen durumunda:
1s2 2s2 2p3.
Maddelerin özellikleri, değerlik elektronlarının elektronik konfigürasyonundan etkilenir. Sayılarına göre, en yüksek ve en düşük değerlik, kimyasal aktiviteyi belirleyebilirsiniz. Periyodik tablonun ana alt grubunda bir element varsa, harici bir enerji seviyesi oluşturmak için grup numarasını kullanabilir, oksidasyon durumunu belirleyebilirsiniz. Örneğin beşinci grupta (ana alt grup) bulunan fosfor, beş değerlik elektronu içerir, bu nedenle üç elektron alabilir veya başka bir atoma beş parçacık verebilir.
Periyodik tablonun ikincil alt gruplarının tüm temsilcileri bu kuralın istisnası olarak hareket eder.
Aile Özellikleri
Dış enerji seviyesinin hangi yapıya sahip olduğuna bağlı olarak, periyodik tablodaki tüm nötr atomların dört aileye bölünmesi vardır:- s-elemanları birinci ve ikinci gruplarda (ana alt gruplar); p-ailesi, III-VIII (A alt grupları) gruplarında bulunur; d-elementleri, I-VIII gruplarından benzer alt gruplarda bulunabilir; f-ailesi aktinitler ve lantanitlerden oluşur.
Uyarılmamış durumdaki d-elemanları hem son s- hem de sondan bir önceki d-alt seviyesinde değerlik elektronlarına sahiptir.
Çözüm
Bir atomdaki herhangi bir elektronun durumu, bir dizi temel sayı kullanılarak tanımlanabilir. Yapısının özelliklerine bağlı olarak belirli bir miktarda enerjiden bahsedebiliriz. Periyodik tablodaki herhangi bir element için Hund, Klechkovsky, Pauli kuralını kullanarak nötr bir atom konfigürasyonu yapabilirsiniz.Uyarılmamış durumdaki en küçük enerji rezervi, ilk seviyelerde bulunan elektronlara sahiptir. Nötr bir atom ısıtıldığında, her zaman serbest elektron sayısındaki bir değişikliğin eşlik ettiği elektronların geçişi gözlenir, elementin oksidasyon durumunda önemli bir değişikliğe, kimyasal aktivitesinde bir değişikliğe yol açar.
Özdeş parçacıklar aynı kuantum sayılarına sahipse, dalga fonksiyonları parçacık permütasyonuna göre simetriktir. Bir sisteme dahil edilen iki özdeş fermiyon aynı durumda olamaz, çünkü fermiyonlar için dalga fonksiyonu antisimetrik olmalıdır. Deneysel verileri özetleyen V. Pauli, prensip istisnalar , Vasıtasıyla fermiyon sistemleri doğada bulunur sadece eyaletlerde,antisimetrik dalga fonksiyonları ile tanımlanan(Pauli ilkesinin kuantum-mekanik formülasyonu).
Bu hükümden, Pauli ilkesinin daha basit bir formülasyonunu takip eder ve bu, kendisi tarafından 1. kuantum teorisi(1925) inşaattan önce bile Kuantum mekaniği: özdeş fermiyonlardan oluşan bir sistemde ikisi aynı anda olamaz aynı durumda olmak . Aynı durumdaki özdeş bozonların sayısının sınırlı olmadığını unutmayın.
Bir atomdaki elektronun durumunun benzersiz bir şekilde küme tarafından belirlendiğini hatırlayın. dört kuantum sayısı :
ana n ;
orbital ben 
, genellikle bu durumlar 1'i gösterir s, 2d, 3f;
manyetik ();
· manyetik dönüş ().
Bir atomdaki elektronların dağılımı, bir atom için en basit biçimde formüle edilebilen Pauli ilkesine göre gerçekleşir: aynı atomda, aynı dört kuantum sayısı kümesine sahip birden fazla elektron olamaz: n, ben, , :
Z (n, ben, , ) = 0 veya 1,
nerede Z (n, ben, , ), bir kuantum durumundaki elektronların sayısıdır ve dört kuantum sayısıyla tanımlanır: n, ben, , . Böylece, Pauli ilkesi, o iki elektron ,aynı atomda bağlı değerde farklılık gösterir ,en azından ,bir kuantum sayısı .
Bir dizi üç kuantum sayısıyla tanımlanan durumlardaki maksimum elektron sayısı n, ben ve m, ve yalnızca elektron dönüşlerinin oryantasyonunda farklılık gösteren şuna eşittir:
| , | (8.2.1) |
çünkü spin kuantum sayısı sadece 1/2 ve –1/2 değerlerini alabilir.
İki kuantum sayısı tarafından belirlenen durumlarda bulunan maksimum elektron sayısı n ve ben:
 .
|
(8.2.2) |
Bu durumda elektronun yörünge açısal momentumunun vektörü uzayda alabilir (2 ben+ 1) farklı yönler (Şekil 8.1).
Ana kuantum sayısının değeri tarafından belirlenen durumlardaki maksimum elektron sayısı n, eşittir:
 .
|
(8.2.3) |
Çok elektronlu bir atomdaki elektron kümesi,aynı asal kuantum sayısına sahip n,aranan elektron kabuğu veya katman .
Kabukların her birinde, elektronlar boyunca dağıtılır. alt kabuklar buna karşılık gelen ben.
uzay alanı,elektron bulma olasılığının yüksek olduğu, aranan alt kabuk veya orbital . Ana yörünge türlerinin görünümü, Şek. 8.1.
Yörünge kuantum sayısı 0'dan 0'a kadar değerler aldığından, alt kabukların sayısı sıra sayısına eşittir. n kabuklar. Bir alt kabuktaki elektron sayısı, manyetik ve manyetik spin kuantum sayıları tarafından belirlenir: belirli bir alt kabuktaki maksimum elektron sayısı. ben eşittir 2(2 ben+ 1). Kabukların tanımları ve elektronların kabuklar ve alt kabuklar üzerindeki dağılımı Tablo'da verilmiştir. bir.
tablo 1
| Ana kuantum sayısı n |
|||||||||||||||
| kabuk sembolü |
|||||||||||||||
| Kabuktaki maksimum elektron sayısı |
|||||||||||||||
| yörünge kuantum sayısı ben |
|||||||||||||||
| alt kabuk sembolü |
|||||||||||||||
| Azami sayı elektronlar alt kabuk |
|||||||||||||||
Bir atomdaki elektronların dağılımı, kuantum mekaniğinin 3 kuralına göre gerçekleştirilir: Pauli ilkesi; minimum enerji ilkesi; Hund kuralı.
Pauli ilkesine göre Bir atom, dört kuantum sayısının hepsinde aynı değerlere sahip iki elektrona sahip olamaz. Pauli ilkesi, bir yörünge, seviye ve alt seviyedeki maksimum elektron sayısını belirler. AO üç kuantum sayısı ile karakterize edildiğinden n, l, ml belirli bir yörüngenin elektronları yalnızca spin kuantum sayısında farklılık gösterebilir. Hanım. Fakat Hanım sadece +½ ve -½ olmak üzere iki değer alabilir.
Bu nedenle, bir yörüngede zıt yönlü spinlere sahip ikiden fazla elektron olamaz. Bir enerji seviyesindeki maksimum elektron sayısı 2 olarak tanımlanır. n 2 ve alt düzeyde - 2 olarak (2 ben+1). Farklı seviyelerde ve alt seviyelerde bulunan maksimum elektron sayısı Tabloda verilmiştir. 2.1.
Kuantum düzeylerinde ve alt düzeylerinde maksimum elektron sayısı
| Enerji seviyesi | Enerji alt seviyesi | Manyetik kuantum sayısının olası değerleri ml | JSC sayısı | başına maksimum elektron sayısı | ||
| alt düzey | seviye | alt düzey | seviye | |||
| K (n= 1) | s (ben= 0) | |||||
| L (n= 2) | s (ben= 0) p (ben= 1) | -1, 0, 1 | ||||
| M (n= 3) | s (ben= 0) p (ben= 1) d (ben= 2) | -1, 0, 1 -2, -1, 0, 1, 2 | ||||
| N (n= 4) | s (ben= 0) p (ben= 1) d (ben= 2) f (ben= 3) | -1, 0, 1 -2, -1, 0, 1, 2 -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 |
Yörüngeleri elektronlarla doldurma sırası aşağıdakilere göre gerçekleştirilir: minimum enerji ilkesi, Vasıtasıyla elektronlar orbitalleri artan enerji seviyelerine göre doldurur. Enerji açısından yörüngelerin sırası ile belirlenir Klechkovsky'nin kuralı : enerjide bir artış ve buna bağlı olarak, yörüngelerin doldurulması, artan toplam (n + l) ve eşit toplam (n + l) - artan n sırasına göre gerçekleşir.
Elektronların bir atomun kabuğundaki enerji seviyelerine ve alt seviyelerine göre dağılım sırası onu aradım elektronik konfigürasyon. Elektronik bir konfigürasyon yazarken, seviye numarası (ana kuantum sayısı) 1, 2, 3, 4 ... sayıları, alt seviye (yörünge kuantum sayısı) - harflerle gösterilir. s, p, d, f. Bir alt seviyedeki elektron sayısı, alt seviye sembolünün üstüne yazılan bir sayı ile gösterilir. Örneğin, bir kükürt atomunun elektronik konfigürasyonu 16 S 1'dir. s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ve vanadyum 23 V 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d°/i> 3 4 s 2 .
Atomların kimyasal özellikleri, esas olarak olarak adlandırılan dış enerji seviyelerinin yapısı tarafından belirlenir. değerlik. Tamamlanmış enerji seviyeleri kimyasal etkileşime katılmaz. Bu nedenle, kısalık için, genellikle kısalık için önceki soy gazın sembolü ile gösterilirler. Yani, kükürt için: 3 s 2 3p dört ; vanadyum için: 3 d 3 4s 2. Aynı zamanda, kısaltılmış gösterim, belirleyen değerlik elektronlarını açıkça vurgular. Kimyasal özellikler element atomları.
Atomdaki hangi alt seviyenin en son doldurulduğuna bağlı olarak, hepsi kimyasal elementler 4 elektronik aileye ayrılır: s-, p-, d-, f- elementler. Atomları dış düzeyin s-alt düzeyini en son dolduran elementlere s-elemanları denir.. saat s- elementler değerliktir s-dış enerji seviyesinin elektronları.
saat p-elemanları dış seviyenin p-alt seviyesi en son doldurulur. değerlik elektronları vardır p- ve s- dış katmanın alt seviyeleri. saat d-elemanları, ön-dış seviyenin d-alt seviyesi en son doldurulur ve değerlik s- dış elektronlar ve d-ön-dış enerji seviyelerinin elektronları. saat f-elemanları, üçüncü dış enerji seviyesinin f-alt düzeyi en son doldurulur.
Bir atomun elektronik konfigürasyonu, atom yörüngesinin grafiksel bir temsili olan kuantum hücrelerinde elektron yerleştirme şemaları şeklinde de gösterilebilir. Her bir kuantum hücresi, zıt yönlü spinlere sahip ikiden fazla elektron içeremez. Elektronların bir alt seviyedeki yerleşim sırası Hund kuralına göre belirlenir: bir alt seviyede elektronlar, toplam spinleri maksimum olacak şekilde düzenlenir. Başka bir deyişle, belirli bir alt seviyenin orbitalleri, önce aynı spinlere sahip bir elektron ve daha sonra zıt spinlere sahip ikinci elektron tarafından doldurulur.
Toplam dönüş R- kükürt atomunun üçüncü enerji seviyesinin elektronları S Hanım= ½ - ½ + ½ + ½ = 1; d- vanadyum atomunun elektronları -
S Hanım\u003d ½ + ½ + ½ \u003d 3 / 2.
Çoğu zaman, tüm elektronik formül grafik olarak gösterilmez, ancak yalnızca değerlik elektronlarının bulunduğu alt seviyeler, örneğin,
16S…3 s 2 3p dört ; 23V…3 d 3 4s 2 .
Uyarılmış durumdaki bir atomun elektronik konfigürasyonunun grafiksel bir temsilinde, dolu olanlarla birlikte, boş değerlik orbitalleri gösterilmektedir. Örneğin, üçüncü enerji seviyesindeki fosfor atomunda bir tane vardır. s-AO, üç R-ao ve beş d-AO. Fosfor atomunun temel haldeki elektronik konfigürasyonu şu şekildedir:
15 R… 3 s 2 3p 3 .
Eşlenmemiş elektronların sayısıyla belirlenen fosforun değeri 3'tür. Bir atom uyarılmış duruma geçtiğinde, durum 3'ün elektronları bozulur. s ve elektronlardan biri s-alt seviyeye gidebilir d-alt düzey:
R*… 3 s2 3p 3 3d 1
Bu durumda, fosforun değeri, temel durumda üç (PCl 3) iken uyarılmış durumda beşe (PCl 5) değişir.
Bir atomdaki her elektron, merkezi olarak simetrik bir Coulomb olmayan alanda ilk yaklaşımda hareket eder Bu durumda bir elektronun durumu, fiziksel anlamı § 28'de açıklığa kavuşturulmuş olan üç kuantum sayısı ile belirlenir. bir elektron dönüşü, belirtilen kuantum sayılarına, değerleri alabilen ve dönüşün verilen yöne izdüşümü belirleyen bir kuantum sayısı eklenmelidir. Aşağıda, manyetik kuantum sayısı için, değeri kuantum sayısı l ile verilen yörünge açısal momentumunun izdüşümünü bu sayının belirlediği gerçeğini vurgulamak için notasyonu kullanacağız.
Böylece, bir atomdaki her elektronun durumu, dört kuantum sayısı ile karakterize edilir:
Bir devletin enerjisi esas olarak sayılara bağlıdır.
Ek olarak, değerleri, elektronun yörünge ve içsel manyetik momentleri arasındaki etkileşimin büyüklüğünün bağlı olduğu anların karşılıklı yönelimi ile ilgili olduğundan, sayılara zayıf bir enerji bağımlılığı vardır. Bir durumun enerjisi, sayı arttıkça artandan daha güçlü bir şekilde artar Bu nedenle, kural olarak, büyük olan bir durum, değerinden bağımsız olarak, daha fazla enerjiye sahiptir.
Bir atomun normal (uyarılmamış) durumunda, elektronlar kendileri için mevcut olan en düşük enerji seviyelerinde bulunmalıdır. Bu nedenle, normal durumdaki herhangi bir atomda, tüm elektronların durumda olması ve tüm atomların temel terimlerinin -term tipinde olması gerektiği anlaşılıyor, ancak deneyimler bunun böyle olmadığını gösteriyor.
Gözlenen terim türlerinin açıklaması aşağıdaki gibidir. Pauli ilkesi olarak adlandırılan kuantum mekaniği yasalarından birine göre, aynı atomda (veya başka herhangi bir kuantum sisteminde) aynı kuantum sayılarına sahip iki elektron olamaz. Başka bir deyişle, iki elektron aynı anda aynı durumda olamaz.
§ 28'de, verilenlerin l değerlerinde farklılık gösteren durumlara karşılık geldiği ve Kuantum sayısının iki değer alabileceği gösterilmiştir: Bu nedenle, belirli bir değere sahip durumlarda elektronlardan daha fazlası olamaz:
Kuantum sayısının aynı değerlerine sahip bir dizi elektron bir kabuk oluşturur. Kabuklar, kuantum sayısı l'nin değerinde farklılık gösteren alt kabuklara bölünmüştür. Anlamına göre, kabuklara X-ışını spektroskopisinden ödünç alınan isimler verilir:
Tablo 36.1
Bir atomdaki bir elektronun olası durumlarının kabuklara ve alt kabuklara bölünmesi Tablo'da gösterilmiştir. 36.1, anlaşılırlık için semboller yerine sembollerin kullanıldığı: . Tabloda belirtildiği gibi alt kabuklar iki şekilde belirtilebilir (örneğin, ya ).
Her atomik yörünge belirli bir enerjiye karşılık gelir. AO'nun enerjideki sırası iki Klechkovsky kuralıyla belirlenir:
1) bir elektronun enerjisi esas olarak ana (n) ve yörüngenin değerleriyle belirlenir ( ben) kuantum sayıları, yani önce elektronlar, toplamının (n + ben) az.
Örneğin, 3 boyutlu alt seviyenin enerjisinin 4 saniyeden daha düşük olduğu varsayılabilir. Ancak, Klechkovsky kuralına göre, 4s durumunun enerjisi 3d'den azdır, çünkü 4s için toplam (n + ben) = 4 + 0 = 4 ve 3d için - (n + ben) = 3 + 2 = 5.
2) Eğer toplam (n + ben) iki alt düzey için aynıdır (örneğin, 3d ve 4p alt düzeyleri için bu toplam 5'e eşittir), daha küçük olan düzey n. Bu nedenle, dördüncü periyodun elementlerinin atomlarının enerji seviyelerinin oluşumu şu sırayla gerçekleşir: 4s - 3d - 4p. Örneğin:
21 Sık 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 , 31 Ga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1
Böylece Klechkovsky kuralları dikkate alındığında, atomik orbitallerin enerjisi seriye göre artar.
1s< 2s < 2p < 3 < 3p < 4s ≤3 boyutlu< 4p < 5s ≤ 4d < 5p < 6s ≤ 4f ≤ 5d < 6p < 7s ≤ 5f ≤ 6d < 7p
Not. ≤ işareti, AO enerjilerinin yakın olduğu anlamına gelir, bu nedenle burada Klechkovsky kurallarının ihlali mümkündür.
Bu seriyi kullanarak herhangi bir atomun elektronik yapısı belirlenebilir. Bunu yapmak için, elektronları alt düzeylere ve atomik orbitallere sırayla eklemeniz ve yerleştirmeniz gerekir. Bu durumda Pauli ilkesini ve iki Hund kuralını dikkate almak gerekir.
3. Pauli ilkesi AO kapasitesini belirler: Bir atom, dört kuantum sayısının tümüne sahip iki elektrona sahip olamaz.
Başka bir deyişle, üç kuantum sayısıyla karakterize edilen bir AO, yalnızca iki elektron ters dönüşlerle, yani bir AO için iki tane yazmak mümkündür olası seçenekler onun doldurma:
bir elektron ve iki elektron ↓ .
Bu durumda, yörüngedeki bir elektron için spinin spesifik yönü önemli değildir, sadece bir AO'daki iki elektron için spinlerin zıt işaretlere sahip olması önemlidir. Pauli ilkesi ve n değerleri arasındaki karşılıklı bağımlılık, ben, ve m yörünge, alt seviye ve seviye başına mümkün olan maksimum elektron sayısını belirler (Tablo 2.4):
-bir AO - 2 elektron;
- alt düzeyde ben- 2(2l+1) elektron;
- n - 2n 2 seviyesinde elektronlar.
Tablo 2.4
elektron dağılımı
enerji seviyelerine, alt seviyelere ve yörüngelere göre
| Enerji seviyesi | Ana kuantum sayısı | Enerji alt seviyesi | atomik yörüngeler | Maksimum elektron sayısı | |
| alt düzey | seviye | ||||
| 1 | s( ben= 0) | ||||
| s( ben= 0) | |||||
| 2 | p( ben= 1) | ||||
| s( ben= 0) | |||||
| 3 | p( ben= 1) | ||||
| d( ben=2) |
4. İki Hund kuralı, elektronların bir alt seviyenin AO'sunu doldurma sırasını tanımlar:
İlk kural: belirli bir alt düzeyde, elektronlar enerji durumlarını (AO) mutlak değerdeki dönüşlerinin toplamı maksimum olacak şekilde doldurma eğilimindedir. Bu durumda, sistemin enerjisi minimumdur.
Örneğin, bir karbon atomunun elektronik konfigürasyonunu düşünün. Bu elementin atom numarası 6'dır. Yani atomda 6 elektron vardır ve bunlar 2 enerji seviyesinde (karbon atomu ikinci periyottadır), yani. 1s 2 2s 2 2p 2 . Grafiksel olarak, 2p alt düzeyi üç şekilde temsil edilebilir:
m 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1 0 0 +1 0 -1
bir B C
Seçenekteki dönüş miktarı a sıfıra eşittir. varyantlarda b ve içinde spinlerin toplamı: ½ +½ = 1 (iki çift elektron her zaman sıfıra eşittir, bu yüzden eşleşmemiş elektronları hesaba katarız).
Seçenekler arasında seçim yaparken b ve içinde Hund'un ikinci kuralını takip et : manyetik kuantum sayılarının maksimum (mutlak değerde) toplamı ile durum minimum enerjiye sahiptir.
Hund kuralına göre seçeneğin bir avantajı vardır. b(|1+ 0| toplamı 1'e eşittir), çünkü değişkende içinde toplam |+1–1| 0'a eşittir.
Örneğin, vanadyum (V) elementinin elektronik formülünü tanımlayalım. Atom numarası Z = 23 olduğundan, alt seviyelere ve seviyelere 23 elektron yerleştirilmelidir (vanadyum dördüncü periyotta olduğu için dört tane vardır). Sırayla dolduruyoruz: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3 (altı çizili bitmemiş seviyeler ve alt seviyeler). Hund kuralına göre elektronların 3d-AO üzerindeki yerleşimi şöyle olacaktır:
Selenyum (Z = 34) için tam elektronik formül: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4, dördüncü seviye tamamlanmamış.
Bu alt seviyeyi Hund kuralına göre doldurma: 4p
Kimyada özel bir rol, adı verilen son boş seviyelerin ve alt seviyelerin elektronları tarafından oynanır. değerlik(formüllerde V, Se altı çizilidir). Örneğin, vanadyumda bunlar doldurulmamış dördüncü seviye 4s 2 ve doldurulmamış alt seviye 3d3'ün elektronlarıdır, yani. 5 elektron değerlik olacak 4s 2 3d 3 ; selenyumun 6 elektronu vardır - 4s 2 4p 4 .
Doldurulacak son alt seviyenin adıyla, elemanlara s-elemanları, p-elemanları, d-elemanları ve f-elemanları denir.
Tanımlanan kurallara göre bulunan değerlik elektronlarının formüllerine denir. kanonik. Aslında, deney veya kuantum mekaniksel hesaplamayla belirlenen gerçek formüller, kanonik olanlardan biraz farklıdır, çünkü Klechkovsky'nin kuralları, Pauli'nin ilkesi ve Gund'un kuralları bazen ihlal edilir. Bu ihlallerin nedenleri aşağıda tartışılmaktadır.
örnek 1. Atom numarası 16 olan bir elementin atomunun elektronik formülünü yazın. Değerlik elektronlarını grafiksel olarak çizin ve bunlardan birini kuantum sayılarıyla karakterize edin.
Çözüm. Atom numarası 16 bir kükürt atomuna sahiptir. Bu nedenle, nükleer yük 16'dır, genel olarak kükürt atomu 16 elektron içerir. Kükürt atomunun elektronik formülü şöyle yazılmıştır: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4. (Değer elektronlarının altı çizilmiştir).
Değerlik elektronlarının grafik formülü: 
Bir atomdaki her elektronun durumu, dört kuantum sayısı ile karakterize edilir. Elektronik formül, temel kuantum sayısı ve yörünge kuantum sayısının değerlerini verir. Dolayısıyla, işaretlenmiş bir elektron için 3p durumu, n = 3 ve ben= 1(p). Grafik formülü, iki kuantum sayısının daha değerini verir - manyetik ve dönüş. İşaretli elektron için m = -1 ve s = 1/2.
Örnek 2. Skandiyum atomunun değerlik elektronlarını dört kuantum sayısı ile karakterize edin.
Çözüm. Scandium 4. periyotta yani. son kuantum katmanı, 3. gruptaki dördüncü, yani. üç değerlik elektronu.
Değerlik elektronlarının elektronik formülü: 4s 2 3d 1 .
Grafik formülü: 