Сколько орбиталей в атоме гелия и где расположены электроны?

Гелий – это второй по порядку элемент в периодической таблице Менделеева, следующий за водородом. Атом гелия имеет два электрона, которые располагаются на орбиталях вокруг ядра атома.

Вопрос о количестве орбиталей в атоме гелия интересен, поскольку атомы других элементов могут иметь больше электронов и соответственно большее количество орбиталей. Орбитали представляют собой трехмерные области пространства, в которых существует вероятность обнаружения электрона.

Атомы имеют различное количество орбиталей в зависимости от их электронной конфигурации. В атоме гелия первый электрон занимает 1s-орбиталь, а второй электрон занимает ту же самую 1s-орбиталь. Таким образом, в атоме гелия существует одна орбиталь, на которой находятся оба электрона.

Сколько орбиталей в атоме гелия и их расположение

Первая орбиталь, обозначаемая 1s, находится ближе к ядру и может вместить максимум 2 электрона. Эта орбиталь представляет собой сферическую область с наибольшей плотностью электронной оболочки.

Вторая орбиталь, обозначаемая 2s, находится дальше от ядра и также может вместить максимум 2 электрона. Эта орбиталь представляет собой более крупную сферу.

Таким образом, в атоме гелия существуют две орбитали: 1s и 2s. Каждая орбиталь может вместить максимум два электрона, и оба электрона в атоме гелия находятся на этих орбиталях.

Структура атома гелия

Атом гелия состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро содержит два протона и либо ноль, либо два нейтрона в зависимости от изотопа. Электронная оболочка состоит из двух электронов, которые находятся на двух орбиталях.

Первый орбиталь называется 1s-орбиталью и располагается ближе к ядру. На этой орбитали находится один электрон с отрицательным зарядом, который занимает наименьшее доступное энергетическое состояние.

Второй орбиталь называется 2s-орбиталью и располагается дальше от ядра. На этой орбитали находится второй электрон атома гелия.

Таким образом, оба электрона в атоме гелия располагаются на двух орбиталях, образующих электронную оболочку.

ОрбитальМаксимальное число электронов
1s2
2s2

Орбитали и их количество

В атоме гелия находятся две орбитали — s-орбиталь и p-орбиталь. S-орбиталь — это сферическая область вокруг ядра, в которой можно найти два электрона. P-орбиталь состоит из трех подорбиталей — px, py и pz, каждая из которых может содержать по два электрона.

Таким образом, в атоме гелия находятся четыре электрона, распределенных между двумя орбиталями.

Сферы расположения электронов

Электроны в атоме гелия находятся в двух разных орбиталях — s-орбитали и p-орбитали. S-орбитали имеют форму сферы и в каждой s-орбитали может находиться максимум два электрона с противоположными спинами. P-орбитали имеют форму двух равных по размеру и форме поверхностей, расположенных по разным осям. В каждой p-орбитали также может находиться максимум два электрона с противоположными спинами.

Итак, в атоме гелия существуют две орбитали: одна s-орбиталь и одна p-орбиталь, в которых расположены два электрона. Такое расположение электронов в орбиталях позволяет атому гелия достичь устойчивости и электронная оболочка оказывается заполненной.

Сфера расположения электроновКоличество орбиталейМаксимальное количество электронов
S-орбитали12
P-орбитали36

Первый электрон и его орбиталь

Атом гелия содержит два электрона, каждый из которых находится в своей орбитали. Первый электрон находится в орбитали с наименьшим энергетическим уровнем, который обозначается как 1s. Орбиталь 1s располагается ближе всего к ядру атома гелия и имеет форму сферы. В этой орбитали есть максимальное число электронов, равное двум, таким образом, первый электрон занимает эту орбиталь полностью.

Второй электрон и его орбиталь

В атоме гелия находится два электрона, которые располагаются на разных орбиталях. Один из них занимает первую орбиталь, а второй электрон находится на второй орбитали. Каждая орбиталь представляет собой область пространства, в которой существует вероятность найти электрон. Вторая орбиталь располагается на большем расстоянии от ядра атома по сравнению с первой орбиталью и называется второй электронной оболочкой. Она может вместить максимум 8 электронов.

Совместное расположение электронов

У электрона, находящегося на 1s орбитали, есть максимальное значение магнитного момента, оно равно 0, а у электрона, расположенного на 2s орбитали, магнитный момент имеет значение 1. Данная система позволяет обеспечить стабильное распределение электронов в атоме гелия.

Правило заполнения орбиталей

Орбитали атома гелия могут быть представлены следующим образом:

ОрбитальОбозначениеМаксимальное количество электронов
1s1s2

В атоме гелия находятся два электрона, которые будут заполнять орбитали сначала по одному электрону на орбиталь. Таким образом, первый электрон займет орбиталь 1s, а второй электрон – орбиталь 1s.

Итак, в атоме гелия есть только одна орбиталь (1s), и два электрона находятся в этой орбитали.

Энергетические уровни орбиталей

Гелий (He) имеет два электрона. Эти два электрона распределены на двух орбиталях: s-орбитали и p-орбитали.

S-орбитали представляют собой сферические области около ядра атома. Они получили свое название от слова «sharp» (острый), так как при определенных условиях электроны, находящиеся на s-орбиталях, могут астрономически сопровождать острый шипящий звук.

P-орбитали имеют форму подобную пирамиде и состоят из трех основных орбиталей: px, py и pz. Эти орбитали расположены перпендикулярно друг другу и окружают s-орбитали.

Электроны находятся на различных энергетических уровнях, которые соответствуют различным орбиталям в атоме гелия. Наиболее близким к ядру расположен энергетический уровень s-орбиталей, а на следующем рядом — энергетический уровень p-орбиталей.

Таким образом, орбитали в атоме гелия представлены двумя энергетическими уровнями: s-орбиталями и p-орбиталями.

Квантовые числа электронов

Основные квантовые числа (n) определяют энергию электрона и его орбитальный радиус. Они могут принимать любые положительные целочисленные значения, начиная с 1. Чем больше значение основного квантового числа, тем удаленнее орбиталь от ядра и тем выше энергия электрона.

Орбитальные квантовые числа (l) определяют форму орбитали электрона. Они могут принимать значения от 0 до n-1. Например, если основное квантовое число равно 2, орбитальное квантовое число может быть равно 0 или 1. Каждое значение орбитального квантового числа соответствует конкретной форме орбитали: s-орбиталь (l=0), p-орбиталь (l=1), d-орбиталь (l=2), f-орбиталь (l=3) и т.д.

Магнитное квантовое число (m) определяет ориентацию орбитали в пространстве. Оно может принимать значения от -l до +l. Например, для s-орбитали (l=0) магнитное квантовое число будет равно 0, так как она имеет только одну ориентацию. Для p-орбитали (l=1) магнитное квантовое число может принимать значения -1, 0 и 1, так как эта орбиталь имеет три ориентации.

Спиновое квантовое число (s) определяет ориентацию спина электрона. Оно может быть равно 1/2 или -1/2. Это квантовое число обусловлено собственностью электрона на спин.

Таким образом, для атома гелия, у которого есть два электрона, мы имеем следующие квантовые числа:

ЭлектронОсновное квантовое число (n)Орбитальное квантовое число (l)Магнитное квантовое число (m)Спиновое квантовое число (s)
11001/2
2100-1/2

Таким образом, все электроны атома гелия находятся на одной орбитали с основным квантовым числом 1, орбитальное и магнитное квантовые числа для обоих электронов равны 0, а спиновые квантовые числа равны 1/2 и -1/2.

Влияние электронной структуры атома гелия на его свойства

Орбитали – это объемные области вокруг ядра атома, в которых могут находиться электроны. В атоме гелия имеется две главные орбитали – s-орбиталь и p-орбиталь. Первая основная орбиталь s имеет форму сферы и располагается ближе всего к ядру. Вторая главная орбиталь p имеет форму двух законсервированных шаров и находится вдали от ядра.

Влияние электронной структуры гелия на его свойства проявляется в нескольких аспектах. Во-первых, гелий является инертным газом, не реагирующим с другими элементами. Это связано с наличием двух электронов в его валентной оболочке, что приближает его конфигурацию к конфигурации инертного газа – гелия. Во-вторых, электронная структура гелия определяет его способность проводить тепло и электричество, которая невысока из-за заполненности орбиталей s и p. В-третьих, эти две электронные оболочки гелия стабилизируют атом, делая его мало подверженным фотоионизации и химическим реакциям.

Основные орбиталиS-орбиталь, P-орбиталь
Количество электронов2
Распределение электронов1 электрон на основную орбиталь S и 1 электрон на основную орбиталь P
Связь с другими элементамиИнертный, не реагирует с другими элементами
Способность проводить тепло и электричествоНевысокая из-за заполненности орбиталей S и P
СтабильностьСтабилизируется двумя электронами на орбиталях S и P, мало подвержен фотоионизации и химическим реакциям
Оцените статью