Номер 6, страница 157 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. Сколько электронов может находиться на одной орбитали?

Решение

На одной атомной орбитали может находиться не более двух электронов. Это ограничение является следствием одного из фундаментальных принципов квантовой механики — принципа запрета Паули.

Согласно этому принципу, в одном атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковый набор всех четырёх квантовых чисел. Состояние каждого электрона в атоме описывается уникальным набором из четырёх квантовых чисел:

• Главное квантовое число ($n$) — определяет номер энергетического уровня и общую энергию электрона. Принимает целочисленные значения: $n = 1, 2, 3, \ldots$
• Орбитальное (азимутальное) квантовое число ($l$) — определяет форму атомной орбитали (подуровень). Для данного $n$ принимает значения от $0$ до $n-1$. Значениям $l=0, 1, 2, 3$ соответствуют s-, p-, d-, f-орбитали.
• Магнитное квантовое число ($m_l$) — определяет ориентацию орбитали в пространстве. Для данного $l$ принимает целочисленные значения от $-l$ до $+l$, включая $0$.
• Спиновое квантовое число ($m_s$) — характеризует собственный момент импульса электрона, называемый спином. Оно может принимать только два возможных значения: $+1/2$ и $-1/2$.

Атомная орбиталь как раз и определяется набором из первых трёх квантовых чисел: $n$, $l$ и $m_l$. Это значит, что все электроны, находящиеся на одной и той же орбитали, имеют одинаковые значения главного, орбитального и магнитного квантовых чисел.

Чтобы принцип Паули не нарушался, эти электроны должны обязательно различаться четвёртым, спиновым квантовым числом ($m_s$). Поскольку $m_s$ может принимать только два значения ($+1/2$ и $-1/2$), то на одной орбитали могут находиться максимум два электрона: один со спином, условно направленным «вверх» ($m_s = +1/2$), а другой — со спином, направленным «вниз» ($m_s = -1/2$). Такие два электрона с противоположными спинами называют спаренными.

Ответ: На одной орбитали может находиться не более двух электронов. Если на орбитали находятся два электрона, их спины должны быть противоположно направлены (антипараллельны).