1.     Atomové orbitaly

Vztahy: ; ; ;

Slaterovy skupiny: (1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)(5d)(5f)...

Slaterova pravidla pro výpočet stínících konstant


1s

                                                                                                    –

                                                                                                      –

                                                                                                        0,30

                                                                                                              0

                                               s, p

                                                                                                    1

                                                                                                    0,85

                                                                                                        0,35

                                                                                                              0

Stínící konstanta se počítá jako součet těchto příspěvků od všech ostatních elektronů.

Konstanty:

 2,18 · 10^-18 J = 13,6 eV

Avogadrova konstanta  6,022 · 10^23 mol^-1

Planckova konstanta  6,626 · 10^-34 Js

rychlost světla ve vakuu  3 · 10^8 ms^-1

Bohrův poloměr  0,529 · 10^-10 m = 0,529 Å

Atomy s jedním elektronem (= atomy vodíkového typu)

1.       Uvažujte atom vodíku ve stavu 3p.

(i)     Vypočtěte energie orbitalů 1s, 2s, 2p a 3s a 3p. [1s: -13,6 eV; 2s, 2p: -3,4 eV; 3s, 3p:
-1,51 eV]

(ii)   Určete ionizační potenciál pro vodík v tomto excitovaném stavu v eV a v kJ mol^-1.

[1,51 eV; 145,7 kJ mol^-1]

(iii) * Do kterých atomových orbitalů může elektron spontánně přecházet (za současné emise
energie)? Vypočtěte vlnové délky záření spojeného s těmito přechody. [656,5 nm; 102,6 nm]

2.

(i)     Vypočtěte ionizační potenciály (v eV) iontů He^+ a C^5+ v jejich základních elektronových
stavech. [He^+: 54,4 eV; C^5+: 489,6 eV]

(ii)   Uvažujte kation Li^2+ ve druhém excitovaném stavu. Jaká je degenerace vlnových funkcí pro
odpovídající hladiny energie? Jaký je ionizační potenciál iontu v tomto stavu? Jak se tento
ionizační potenciál liší od ionizačního potenciálu pro vodík v základním stavu? Je to náhoda? [13,6
eV]

Atomy s mnoha elektrony

3.       Pro atom síry (Z = 16)

(i)     napište elektronovou konfiguraci nejnižšího energetického stavu.

(ii)   spočítejte poloměry obsazených atomových orbitalů pro tento atom.

[1s: 3 pm; 2s, 2p: 18 pm; 3s, 3p: 87 pm]

4.       Pro valenční elektrony fluoru ( ), chloru ( ) a bromu ( ) vypočtěte:

(i)      stínící konstanty [F: 3,8; Cl: 10,9; Br: 27,4]

(ii)    efektivní náboje [F: 5,2; Cl: 6,1; Br: 7,6]

(iii)  Slaterovy orbitální poloměry [F: 41 pm; Cl: 78 pm; Br: 111 pm]

Příklady pro procvičování elektronové konfigurace

5.       Napište elektronovou konfiguraci pro platinu, která splňuje pravidlo o součtu  a další dvě
elektronové konfigurace, které jsou možné díky tomu, že hladiny 6s a 5d jsou velmi blízko v
energii.

6.       Které z atomů se   20 v základním elektronovém stavu

a.       jsou diamagnetické, tj. nemají žádný nepárový elektron?

b.      mají právě jeden nepárový elektron?

c.       mají právě dva nepárové elektrony?

* složitější příklad pro zájemce