Номер 6, страница 22 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 1. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов L. И. Менделеева. Параграф 3. Состояние электронов в атоме - номер 6, страница 22.

Условие.

6. Может ли атомная орбиталь характеризоваться следующими наборами квантовых чисел:

а) $n = 1, l = 2, m = -1;$

б) $n = 2, l = 0, m = 0;$

в) $n = 2, l = 2, m = -1;$

г) $n = 3, l = 0, m = 1;$

д) $n = 4, l = 3, m = -3?$

Решение.

Решение 2.

Решение

Атомная орбиталь характеризуется тремя квантовыми числами: главным $\text{n}$, орбитальным (азимутальным) $\text{l}$ и магнитным $\text{m}$. Эти числа могут принимать только определенные, взаимосвязанные значения, подчиняющиеся следующим правилам:

• Главное квантовое число $\text{n}$ определяет энергетический уровень и может быть любым целым положительным числом: $n = 1, 2, 3, ...$
• Орбитальное квантовое число $\text{l}$ определяет форму орбитали и может принимать целочисленные значения от $\text{0}$ до $n-1$: $l = 0, 1, 2, ..., n-1$.
• Магнитное квантовое число $\text{m}$ определяет ориентацию орбитали в пространстве и может принимать целочисленные значения от $-l$ до $+l$, включая ноль: $m = -l, -l+1, ..., 0, ..., l-1, l$.

Проверим каждый из предложенных наборов квантовых чисел на соответствие этим правилам.

а) n = 1, l = 2, m = -1;

Для главного квантового числа $n=1$ орбитальное квантовое число $\text{l}$ должно удовлетворять условию $l \le n-1$, то есть $l \le 1-1=0$. Таким образом, $\text{l}$ может принимать только значение $\text{0}$. В представленном наборе $l=2$, что нарушает данное правило.

Ответ: нет, такой набор квантовых чисел невозможен.

б) n = 2, l = 0, m = 0;

При $n=2$ орбитальное квантовое число $\text{l}$ может принимать значения $\text{0}$ и $\text{1}$ (так как $l \le 2-1$). Значение $l=0$ является допустимым. При $l=0$ магнитное квантовое число $\text{m}$ может принимать только значение $m=0$ (так как $|m| \le l$). Все условия выполнены. Данный набор характеризует 2s-орбиталь.

Ответ: да, такой набор квантовых чисел возможен.

в) n = 2, l = 2, m = -1;

При главном квантовом числе $n=2$ орбитальное квантовое число $\text{l}$ может принимать значения $\text{0}$ и $\text{1}$ (так как $l \le n-1$). В данном наборе $l=2$, что нарушает это правило.

Ответ: нет, такой набор квантовых чисел невозможен.

г) n = 3, l = 0, m = 1;

При $n=3$ значение $l=0$ является допустимым (так как $l \le 3-1$). Однако для $l=0$ магнитное квантовое число $\text{m}$ может принимать только значение $m=0$. В данном наборе $m=1$, что нарушает правило $|m| \le l$.

Ответ: нет, такой набор квантовых чисел невозможен.

д) n = 4, l = 3, m = -3?

При $n=4$ орбитальное квантовое число $\text{l}$ может принимать значения $0, 1, 2, 3$ (так как $l \le 4-1$). Значение $l=3$ является допустимым. При $l=3$ магнитное квантовое число $\text{m}$ может принимать целые значения в диапазоне от $-3$ до $+3$. Значение $m=-3$ входит в этот диапазон и является допустимым. Все условия выполнены. Данный набор характеризует одну из 4f-орбиталей.

Ответ: да, такой набор квантовых чисел возможен.