Два одинаковых фермиона, входящих в одну систему, не могут находиться в одинаковых состояниях, так как для фермионов волновая функция должна быть антисимметричной.
Отметим, что число однотипных бозонов, находящихся в одном и том же состоянии, не лимитируется.
Напомним, что состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел:
главного п (п=1, 2, 3, ...),
орбитального l (l = 0, 1, 2, ..., n – 1),
магнитного ml (ml = – l, ..., – 1, 0, +1, …, +l)/
магнитного спинового тs, (тs= – ½, +½).
Принцип Паули, в его простейшей формулировке для электронов: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел п, l, ml и ms, т. е.
Z(n, l, ml, ms) = 0 или 1
Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.
Согласно принципу, данному п соответствует п2 различных состояний электронов, отличающихся значениями l и тl. Квантовое число ms, может принимать лишь два значения (±1/2). Поэтому максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых данным главным квантовым числом, равно
.
Совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то же главное квантовое число n, называют электронной оболочкой.
В каждой из оболочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l. Поскольку орбитальное квантовое число принимает значения от 0 до п – 1 , число подоболочек равно порядковому номеру п оболочки (см. рис. 8). Количество электронов в подоболочке определяется магнитным и магнитным спиновым квантовыми числами: максимальное число электронов в под оболочке с данным l равно 2 (2l+ 1).
Обозначения оболочек, а также распределение электронов по оболочкам и подоболочкам представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Таблица 2
| Главное квантовое число п | |||||||||||||||
| Символ оболочки | К | L | M | N | O | ||||||||||
| Максимальное число электронов в оболочке | |||||||||||||||
| Орбитальное квантовое число l | |||||||||||||||
| Символ подоболочки | 1s | 2s | 2р | 3s | Зр | Зd | 4s | 4р | 4d | 4f | 5s | 5р | 5d | 5f | 5g |
| Максимальное число электронов в подоболочке |
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 1127;