В атоме могут быть несколько энергетических уровней, и каждый из них состоит из подуровней. Один из таких подуровней — f-подуровень. Но сколько орбиталей содержит этот подуровень и какое количество электронов может находиться на нем?
F-подуровень имеет обозначение f и относится к 4-му энергетическому уровню. Он состоит из 7 орбиталей, каждая из которых может содержать не более 2-х электронов. Таким образом, общее число электронов на f-подуровне может достигать 14.
F-подуровень является самым большим и наиболее удаленным от ядра уровнем внутренней электронной оболочки. Именно на этом подуровне расположены переходные и активные элементы периодической системы. Элементы, занимающие позиции вблизи последних двух столбцов периодической системы, имеют электроны на f-подуровне.
Таким образом, f-подуровень содержит 7 орбиталей, на каждой из которых может находиться максимально 2 электрона. Общее количество электронов на этом подуровне может быть равно 14.
Сколько орбиталей содержит f подуровень?
Структура электронных оболочек
Описание подуровня f
Каждая орбиталь f подуровня может вместить до 14 электронов. Электроны заполняют орбитали сначала одиночными электронами, затем парами, в соответствии с правилами Хунда. Их внешний электронный конфигурация задается формулой [Xe] 4fx y 6s2, где Xe — аргон, а x и y — количество электронов в орбиталях f и d соответственно.
Распределение электронов
Каждая орбиталь может содержать 2 электрона с противоположным спиновым квантовым числом (1/2 или -1/2), что делает возможным наличие максимально 14 электронов на f-подуровне.
Число орбиталей в подуровне f
Орбитали подуровня f имеют главное квантовое число n, равное 4, и могут содержать орбитали с орбитальными квантовыми числами l = 3, 2, 1 и 0. Таким образом, подуровень f содержит 7 орбиталей:
- 3 орбитали с орбитальным квантовым числом l = 3;
- 5 орбиталей с орбитальным квантовым числом l = 2;
- 3 орбитали с орбитальным квантовым числом l = 1;
- 1 орбиталь с орбитальным квантовым числом l = 0.
Таким образом, общее число орбиталей в подуровне f равно 12. Каждая орбиталь может вместить 2 электрона с противоположными спинами, поэтому число электронов на подуровне f составляет 24.
Подуровень f имеет особое значение в связи с расположением элементов в периодической системе: лантаноиды и актиноиды, которые относятся к f-блоку, заполняют свои внешние электронные оболочки посредством заполнения подуровня f.
Возможное число электронов на подуровне f
Правило заполнения подуровней электронами гласит, что каждая орбиталь f-подуровня может содержать максимум 2 электрона с противоположным спином. Таким образом, общее возможное число электронов на подуровне f составляет 14 электронов.
Важно отметить, что подуровень f встречается в серии периодической системы элементов, начиная с 6-го периода и присутствует у элементов с атомными номерами от 57 до 71 (серия лантаноидов) и от 89 до 103 (серия актиноидов).
Соотношение электронов и орбиталей
Количество орбиталей в f подуровне равно 7. В то время как в каждой орбитали может находиться максимум по 2 электрона, в соответствии с принципом Паули. Таким образом, в f подуровне может находиться максимум 14 электронов.
Распределение электронов по орбиталям подуровня f
Распределение электронов по орбиталям подуровня f может быть представлено следующим образом:
- fz=+1: 2 электрона
- fz=0: 6 электронов
- fz=-1: 6 электронов
Таким образом, общее число электронов на подуровне f составляет 2 + 6 + 6 = 14.
