Поэтому Н. Бор предположил, что электроны, характеризующиеся одним главным квантовым числом, занимают в атоме определенный энергетический уровень. Внутри каждого уровня они располагаются на различных энергетических подуровнях в зависимости от значения орбитального квантового числа. Однако оставалось неясным, сколько электронов может находиться на каждом уровне.
А на каждом подуровне? И если на первый вопрос Н. Бор дал правильный ответ, выведя на основании периодической системы элементов формулу Nn = 2n2, то на второй вопрос однозначного ответа не оказалось. Выход из создавшегося положения был найден швейцарским физиком Вольфгангом Паули, который в 1925 г. сформулировал следующее правило/
в электронной оболочке атома не может быть двух электронов, обладающих одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.
Согласно этому правилу, если в атоме находятся два электрона с одинаковыми значениями квантовых чисел n, ln и ml, то у них должен различаться спин; если же эти электроны имеют одинаковый спин, у них обязательно отличаются другие квантовые числа.
Чтобы определить, сколько электронов может находиться на каждом энергетическом уровне и подуровне результатов, приведенных в этой таблице, видно, что на первом уровне (n=1) помещается не более двух электронов, занимающих один s-подуровень.
На втором энергетическом уровне (n = 2) восемь частиц размещаются на двух подуровнях —s и -р. Восемнадцать электронов треть его уровня заполняют подуровни р, s и d. Максимальное число электронов на энергетическом уровне n определяется общей формулой: Nn=2n2.
Полностью застроенный уровень называется также завершенным. Наружный уровень считается завершенным, когда на нем находятся два (при n =1) или восемь (при n ≥ 2) электронов.
Емкость каждого подуровня с данным значением орбитального квантового числа ln можно подсчитать по формуле; N1 = 2(21 + 1).
Энергетический подуровень принято изображать прямоугольником, разделенным на ячейки (квантовые ячейки), общее число которых равно числу возможных значений ml.
Внутри каждой квантовой ячейки может поместиться не более двух электронов с противоположными спинами. Для удобства спин электрона изображают стрелкой ↑, а противоположные спины двумя стрелками, направленными разные стороны: ↑↓
Статья на тему Много электронные атомы