Vodorod elementidan boshlab elementlarning tartib raqamlari ortib borishi bilan atomlardagi elektronlar soni ham ortib boradi. Ko‘p elektronli atomlarda elektron qavatlarning elektronlar bilan to‘lib borishi elektronlaming energiyalari, kvant sonlari qiymatiga, Pauli, Gund qoidalariga amal qiladi. Pauli 1925 yilda ko‘p elektronli atomlami o’rganib elektronlaming kvant sonlari tushunchasi va ularning qiymatilari asosida elektronlar joylashuvi to‘g‘risida quyidagi qoidani yaratdi. Pauli prinsipi: atomda to‘rtala kvant soni bir xil bo‘lgan ikki yoki undan ortiq elektronning bo’lishi mumkin emas.

Bu prinsipning qanchalik to’g’ri ekanligini He-atomi misolida ko’rib chiqaylik. Geliy (Z=2) atomida 2 ta elektron bo‘lib, ikkala elektron uchun quyidagi kvantsonlari xos bo’ladi:

A-holatda Pauli prinsipiga ko‘ra dastlabki uchta kvant sonlari o‘zaro bir xil bo’lib, I va II elektronning faqat to’rtinchi m_s kvant sonlari o’zaro farqqiladi. Shu sababli ikkala elektron bitta yacheykada joylashgan, spinlari teskari yo’nalgan va ular o’zaro juftlashgan holatda He-atomining elektron tuzilishini to’g’ri aks ettiradi. B-holatda 4 ta kvant soni ham bir xil. Agar bu holat to’g’ri bo’lsa, ikkita elektron bitta joyga to’g’ri kelib, ular yonma-yon joylashishlari kerak.

Lekin, bizga ma’lumki, ikkita bir xil zaryadli zarracha bitta nuqtada (ustma-ust)joylashishi mumkin emas. Shuning uchun geliy atomidagi elektronlar ham ustma-ust joylasha olmaydi. Agar ular birxil spinli bo’lsalar, boshqa-boshqa yacheykalarda joylashishlari kerak. Ammo buning ham imkoniyati yo’q, chunki He uchun n = 1 bo’lib, yacheykalar soni n² = 1² = 1 dan ortiqbo’la olmaydi. Shuningdek, He atomi va undan boshqa barcha element atomlari uchun ham B-holat to’g’ri kelmaydi.

Gund qoidasi

Ko’p elektronli atomlarda elektronlarsoni ortib borishi bilan ularjoylashishi mumkinbo’lgan orbital(yacheykarlar ham ortib boradi. Bu yacheykalarda elektronlar Gund qoidasiga amal qilgan holda joylashadi.

Ko’p elektronli atomlarda elektronlar yacheykalarga joylashayotganda о‘z spinlarini parallel yo‘naltirib, spinlar yig’indisi (∑m_s → max) maksimal bo’lishiga intiladilar.

Bu qoidaga asosan yacheykaga kelib joylashadigan har bir elektron bittadan birxil energiyali yacheykani band qiladi. Z = 5(B) dan Z = 7 (N) gacha bo‘Igan element atomlari 2p-orbitallarining elektronlar bilan to’lib borishi bunga yaqqol misol bo’la oladi. B atomining 2p-orbitalida 1 ta elektron ↑ bor.

Keyingi element—C da(Z = 6) qo‘shilgan bitta elektron —butoq elektron yoniga joylashmasdan, keyingi bo‘sh yacheykani band qiladi. Shuningdek, Z = 7 N-atomida yana bitta qo’shilgan elektron oxirgi bo’shуacheykani to‘ldiradi ↑↑. ShundaB atomida spinlar yig’indisi (+1/2) = 0,5; C-atomida (+1/2) + (+1/2) = 1 va N-atomida 3(+1/2) = 3/2 = 1,5 bo’ladi.

Klechkovskiy qoidasi

Atom orbitallarining elektronlar bilan to’lib borishilarning energiyalariga bog’liq bo’lib, “eng kam energiyali holat” qoidasi amal qiladi. Bunga ko’ra avval eng kam energiyali (yadroga yaqin) orbital, keyin energiyasi ko’proqlari to’lib boradi. Bu tartibni o’zida to’liq, har tomonlama aks ettirgan qoida—Klechkovskiy qoidasidir. Klechkovskiy qoidasi atom elektron orbitallarining energetik holati (n + l) yig’indining qiymatiga bog’liqlik qoidasidir.

1-qoida. Atom orbitallarini elektronlar bilan to‘lib borishida avval(n + l) yig’indining eng kichik qiymatiga mos keladigan orbital, keyin bu yig’indining katta qiymatlariga mos keluvchi orbitallar to’ladi. Shu qoidaga asoslanib, (n + I) = 1 + 0= 1; (n + l) = 2 + 0 = 2; (n + l) = 2+ 1 = 3 qiymatlarga mos keluvchi orbitallami elektron bilan to’lib borishini ko’rib chiqsak, avval (n + I) = 1 orbital (1s); keyin (n + I) = 2 orbital (2s), (n + l) = 3 orbital (2p) elektronlar bilan to’lib boradi, ya’ni 1s < 2s < 2p tartib amal qiladi.

2-qoida. Agar bir-necha orbital uchun (n + l) yig’indining qiymati birxil bo’lsa, n ning kichik qiymatidan boshlab, elektron orbitallar elektron bilan to’lib boradi. Masalan: n+l=2+1 =3 va n+l=3+0=3 bo’lsin. Ikkala holat uchun ham n + l = 3. Bu elektron orbitallardan n = 2 va l = 1 bo’lgan (2p) orbital avval elektron bilan to’ladi, keyin n = 3 va l = 0 bo’lgan (3s) orbital elektron bilan to’ladi. Chunki n+l =2+1 orbitalning energiyasi n+l =3 +0 orbitalning energiyasidan kichik, ya’ni E_2p < E_3s yoki 2p < 3s tartib amal qiladi.

Shu singari n+l= 3+2=5(3d); n+l=4+1 =5 (4p); n+l=5+0=5 (5s); orbitallari solishtirsak, avval n=3, keyin n=4 va nihoyat, n=5 bo’lgan 3d; 4p; 5s orbitallar to’lib boradi. Chunki energiyalariga ko’ra bu orbitallar quyidagicha joylashadi:

..3d < 4p < 5s…

Yuqoridagilarga asosan elektron orbitallarining energiyalari qiymatiga ko’ra joylashtirsak, quyidagi qator yuzaga keladi: 1s < 2s < 2p < 3s < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < < 4f < 5d < 7s < 5f < 6d < 7p….

Har qanday element atomi elektronlarining elektron orbitallarda taqsimlanishi va joylashish tartibini shu- qator asosida yozilishi atomning elektron konfiguratsiyasi deyiladi. Elektron konfiguratsiyani yozish uchun:

— elementning tartib raqami va elektronlarsonini bilish; atomdagi elektron qavatlar sonini aniqlash; elektron qavatlarda elektronlar taqsimlanishini ko‘rsatish; yacheykalar soni va spinlami ko‘rsatish kerak.

— elektron qavatlar bo’yicha elektronlaming taqsimlanishini ko’rsatish;

— har bir elektron orbital joylashgan qavatni raqami va ulardagi elektron sonini ko’rsatish;

— energetik yacheykalar soni, ularda elektronlaming spinlari bo’yicha joylashishini ko’rsatish kerak.