Изотопы и квантовые числа
Чем изотопы отличаются друг от друга и какими четырьмя числами описывают каждый электрон.
3. Изотопы (Нуклиды)
В природе большинство элементов существует в виде смеси изотопов — атомов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Химические свойства изотопов идентичны, так как они зависят от строения электронной оболочки, а не от ядра. Физические свойства (например, плотность) могут незначительно отличаться.
Важные примеры:
1. Изотопы Водорода: Единственный случай, когда изотопам даны собственные названия.
- Протий (1H): 1 протон, 0 нейтронов. Основной изотоп (99.98% всего водорода Вселенной).
- Дейтерий (2H или D): 1 протон, 1 нейтрон. Стабилен. Образует D2O — тяжелую воду, используемую в ядерных реакторах.
- Тритий (3H или T): 1 протон, 2 нейтрона. Радиоактивен с периодом полураспада ~12 лет.
2. Изотопы Углерода:
- Углерод-12 (12C): Основной стабильный изотоп.
- Углерод-13 (13C): Стабильный, используется в ЯМР-спектроскопии.
- Углерод-14 (14C): Радиоактивный. Используется для радиоуглеродного датирования археологических находок.
4. Квантовые числа
Положение и состояние каждого электрона в атоме уникально и описывается набором из четырех квантовых чисел («паспорт» электрона).

- Главное квантовое число (n): Характеризует энергию электрона и размер его орбитали. Соответствует номеру периода или электронного слоя (K, L, M, N...). Принимает целые значения от 1 до 7 (в основном состоянии). Чем больше n, тем дальше электрон от ядра.
- Орбитальное квантовое число (l): Определяет геометрическую
форму орбитали (подуровень).
- l = 0 — s-подуровень (сфера)
- l = 1 — p-подуровень (гантель)
- l = 2 — d-подуровень (клевер)
- l = 3 — f-подуровень (сложная форма)
- Магнитное квантовое число (ml): Определяет пространственную ориентацию орбитали относительно магнитного поля. Принимает целочисленные значения от -l до +l, включая ноль. Количество значений ml определяет число орбиталей на подуровне.
- Спиновое квантовое число (s): Свойство самого электрона, условно интерпретируемое как направление его вращения вокруг собственной оси. Для электрона s = ±1/2 (по часовой или против часовой стрелки).
Теория разобрана — теперь заданияЗадание 1 ЕГЭ (строение электронных оболочек атомов): задания из банка ФИПИ с проверкой ответа и разбором.
Решать задание 1