Используйте наш калькулятор электронных подоболочек для быстрых и точных вычислений. Бесплатный онлайн-инструмент.
Электронные подоболочки являются основными структурными единицами атомной оболочки и определяются квантовым числом l. Подоболочка s содержит 1 орбиталь, p — 3 орбитали, d — 5 орбиталей, f — 7 орбиталей. Поскольку на каждой орбитали может находиться не более 2 электронов, максимальное число электронов в подоболочках s, p, d и f составляет 2, 6, 10 и 14 соответственно. Эти значения непосредственно определяют структуру блоков периодической таблицы.
Порядок энергетических уровней внутри одного главного квантового числа подчиняется закономерности ns < np < nd < nf: с увеличением l энергия возрастает. Однако для разных оболочек уровни могут перекрываться. Например, орбиталь 4s обладает меньшей энергией, чем 3d, поэтому 4s заполняется раньше. Это лежит в основе правила Маделунга, объясняющего наблюдаемый порядок заполнения электронных оболочек.
Распределение электронов по подоболочкам объясняет деление периодической таблицы на блоки. s-блок (группы 1–2 и He) соответствует заполнению s-подоболочки, p-блок (группы 13–18) — p-подоболочки, d-блок (переходные металлы) — d-подоболочки из пяти орбиталей, f-блок (лантаноиды и актиноиды) — f-подоболочки из семи орбиталей. Данный калькулятор позволяет мгновенно получить ёмкость орбиталей и электронов для любой подоболочки.
Electron configuration, orbital diagrams, valence electrons, and electron arrangement
Explore CategoryВ s-подоболочке — 1 орбиталь, в p — 3, в d — 5, в f — 7. Число орбиталей рассчитывается по формуле 2l+1, где l — квантовое число орбитального момента импульса.
Поскольку каждая орбиталь вмещает не более 2 электронов: s — 2, p — 6, d — 10, f — 14 электронов. Общая формула: 2(2l+1).
Квантовое число l описывает форму и тип подоболочки: l=0 соответствует s, l=1 — p, l=2 — d, l=3 — f. Оно также определяет количество орбиталей в подоболочке.
Согласно правилу Маделунга, энергия орбитали определяется суммой n+l: меньшая сумма — меньшая энергия. Для 4s n+l=4, для 3d n+l=5, поэтому 4s заполняется раньше.
Для f-подоболочки l=3, поэтому 2(2×3+1)=14 электронов распределяются по 7 орбиталям. Эти внутренние f-орбитали характерны для лантаноидов и актиноидов и обусловливают их уникальные химические свойства.