Ατομική δομή και κατανομή των ηλεκτρονίων στις στιβάδες ενός ατόμου

1. Θεόδωρος Μαραγκούλας - Φυσικός
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙAΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝAΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ
Μια απλή εικόνα , ξεπερασμένη βέβαια σήμερα , είναι αυτή που έδωσε ο Bohr
χρησιμοποιώντας τα πειραματικά δεδομένα του Rutherford.
Σύμφωνα µε το Bohr κάθε άτομο αποτελείται από τον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια.
Ο πυρήνας του ατόμου περιέχει τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια και τα ουδέτερα
νετρόνια. Στον πυρήνα είναι πρακτικά συγκεντρωμένη η μάζα του ατόμου.
Τα ηλεκτρόνια κινούνται σε μεγάλες αποστάσεις και γύρω από τον πυρήνα σε
καθορισμένες (επιτρεπτές) τροχιές που ονομάζονται στιβάδες (ή φλοιός ή ενεργειακή
στάθμη).
Στη θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου οι στιβάδες είναι επτά και χαρακτηρίζονται
από τα γράμματα του αγγλικού αλφαβήτου K , L , M , N, O , P , Q.
Κάθε στιβάδα έχει ορισμένη τιμή ενέργειας η οποία ελαττώνεται όσο πιο κοντά
βρίσκεται η στιβάδα αυτή στον πυρήνα.
Έτσι η ενέργεια των στιβάδων αυξάνεται µε τη σειρά K<L<M<N<O<P<Q
 Κάθε στιβάδα χαρακτηρίζεται από έναν αριθμό που ονομάζεται κύριος
κβαντικός αριθμός συμβολίζεται µε n. Κ→ n=1 , L→n=2 , M→n=3 ,
N→ n=4 κ.ο.κ
Προκειμένου να γίνει η κατανομή των ηλεκτρονίων στις στιβάδες ενός ατόμου
ακολουθούμε τους εξής κανόνες:
1. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να πάρει κάθε µία από τις τέσσερις
πρώτες στιβάδες (K, L, M, N,) δίνεται από τον τύπο 2n 2
(όπου n= κύριος κβαντικός
αριθμός).
2. Η εξωτερική στιβάδα ή η στοιβάδα σθένους οποιουδήποτε ατόμου μπορεί να πάρει
μέχρι 8 ηλεκτρόνια (δεν μπορεί να έχει δηλαδή περισσότερα από 8 e) εκτός από την
Κ στοιβάδα ου συμπληρώνεται µε δύο ηλεκτρόνια.̟ου συμπληρώνεται µε δύο ηλεκτρόνια.
3. Ο αριθμός e - της προτελευταίας στιβάδας δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 18
e αλλά ούτε και μικρότερος από 8e. Αν είναι η Κ στοιβάδα συμπληρώνεται µε δυο
ηλεκτρόνια οπότε είναι και η μοναδική εξαίρεση στον κανόνα. Δηλαδή η
προτελευταία στοιβάδα δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από 18 ηλεκτρόνια αλλά
ούτε λιγότερα από 8.
 Η κατανομή των ηλεκτρονίων στα άτομα γίνεται µε την αρχή της ελάχιστης
ενέργειας σύμφωνα µε την οποία οι διάφορες στιβάδες ενός ατόμου
συμπληρώνονται ξεκινώντας από τις χαμηλότερες ενεργειακά προς τις
υψηλότερες ενεργειακά στιβάδες, δηλαδή πρώτα συμπληρώνεται η Κ μετά η
L, ακολουθεί η Μ κ.λ.π .