Разпределение на електроните в атома според състоянията. Квантови числа. Принципът на Паули. Правилото на Хунд Каква е същността на принципа на Паули

Принципът на изключване на Паули, често наричан принцип на изключване, ограничава броя на електроните, които могат да бъдат в една орбитала. Според принципа на Паули всяка орбитала може да съдържа не повече от два електрона и то само ако имат противоположни спинове (неравномерни спинови числа). Следователно един атом не трябва да има два електрона с еднакви четири квантови числа ( н, л, м л , м с).

Литиевият атом има три електрона. Орбитала с най-ниска енергия - 1 с-орбитална – може да бъде заета само от два електрона, като тези електрони трябва да имат различни спинове. Ако означим спин +1/2 със стрелка, сочеща нагоре, и спин −1/2 със стрелка, сочеща надолу, тогава два електрона с противоположни ( антипаралелен) завъртания в една и съща орбитала могат да бъдат схематично представени, както следва:

Третият електрон в литиев атом трябва да заема орбиталата, следваща по енергия след най-ниската орбитала, т.е. 2 с- орбитален.

Правилото на Хунд

Правилото на Хунд (Hund) определя реда, в който електроните заемат орбитали, които имат еднаква енергия. Изведен е от немския теоретичен физик Ф. Хунд (Hund) през 1927 г. въз основа на анализ на атомни спектри.

Съгласно правилото на Хунд, заемането на орбитали, принадлежащи към едно и също енергийно подниво, започва с единични електрони с успоредни (с равен знак) спинове и едва след като единични електрони заемат всички орбитали, може да настъпи окончателното заемане на орбитали от двойки електрони с противоположни спинове. В резултат на това общият спин (и сумата от спиновите квантови числа) на всички електрони в атома ще бъде максимален.

Например, азотен атом има три електрона, разположени на 2 Р-подниво Според правилото на Хунд те трябва да са разположени поотделно на всяко от трите 2 Р-орбитали. В този случай и трите електрона трябва да имат успоредни спинове:

Принцип на минимална енергия

Принцип минимална енергияопределя реда на заемане на атомни орбитали с различни енергии. Съгласно принципа на минималната енергия, електроните първо заемат орбитали с най-ниска енергия. Енергията на поднивата расте в серията:

1с < 2с < 2 стр < 3с < 3стр < 4с < 3д < 4стр < 5с < 4д < 5стр < 6с < 4f 5д < 6стр < 7с < 5f 6д...

Водородният атом има един електрон, който може да бъде във всяка орбитала. В основно състояние обаче трябва да заема 1 с-орбитала с най-ниска енергия.

В калиев атом последният деветнадесети електрон може да заема или 3 д- или 4 с- орбитален. Според принципа на минималната енергия един електрон заема 4 с-орбитален, което се потвърждава от експеримента.

Обърнете внимание на несигурността на влизане 4 f 5ди 5 f 6д. Оказа се, че някои елементи имат по-ниска енергия 4 f-подниво, докато други имат 5 д-подниво. Същото се наблюдава и при 5 f- и 6 д-поднива.

11 Билет

Периодичен закон на Менделеев,основен закон, който установява периодична промяна в свойствата на химичните елементи в зависимост от увеличаването на зарядите на ядрата на техните атоми. Отворено от D.I. Менделеев през 1869 г., когато сравнява свойствата на всички елементи, известни по това време, и стойностите на техните атомни тегла.

Свойствата на химичните елементи, формите и свойствата на техните съединения периодично зависят от големината на зарядите на ядрата на техните атоми.

Периодичната система на химичните елементи е естествена класификация на химичните елементи, която е табличен израз на периодичния закон на D.I. Менделеев. Прототипът на периодичната таблица на химичните елементи е таблицата, съставена от D.I. Менделеев 1 март 1869 г. През 1870 г. През 1870 г. Менделеев нарича системата естествена, а през 1871 г. - периодична.

Брой елементи в модерн Периодичната таблицапочти два пъти повече, отколкото е било известно през 60-те години на 19 век. (днес - 113), но структурата му не се е променила много от времето на Менделеев. Въпреки че през цялата история на периодичната таблица повече от 50 различни опциинеговите изображения, най-популярни са късите и дългопериодичните форми, предложени от Менделеев.

Основният принцип за изграждане на периодичната система е идентифицирането на периоди (хоризонтални редове) и групи (вертикални колони) от елементи в нея. Съвременната периодична система се състои от 7 периода (седмият период трябва да завършва със 118-ия елемент). Краткопериодичната версия на Периодичната система съдържа 8 групи елементи, всяка от които е условно разделена на група А (главна) и група В (второстепенна). В дългопериодичната версия на Периодичната система има 18 групи, които имат същите обозначения като в краткопериодичната версия. Елементите от една и съща група имат еднаква външна структура електронни обвивкиатоми и показват известно химично сходство.

Номерът на групата в периодичната таблица определя броя на валентните електрони в атомите на елементите. В същото време групите, обозначени с буквата А, съдържат елементи, в които се извършва разселването с- и p-поднива - с-елементи (IA- и IIA-групи) и Р-елементи (IIIA-VIIIA-групи), а в групите, обозначени с буквата B, има елементи, в които д-поднива - д- елементи. Тъй като всеки основен период трябва да съдържа 10 д-елементи (за които са попълнени пет д-орбитали), тогава периодичната таблица трябва да съдържа 10 съответстващи групи. Въпреки това, традиционното номериране на групите е само до осем, така че броят на групите д-елементи се разширява чрез въвеждане на допълнителни номера - това са IB-VIIB, VIIIB0, VIIIB1 и VIIIB2 групи. За f- не са предоставени елементи на номер на група. Обикновено те се поставят условно в клетките на периодичната таблица, съответстващи на лантан (лантаниди) и актиний (актиниди). Символите на лантанидите и актинидите са преместени извън периодичната таблица под формата на отделни серии.

Номерът на периода в периодичната таблица съответства на броя на енергийните нива на атом на даден елемент, изпълнен с електрони.

Номер на периода = Брой енергийни нива, запълнени от електрони = Обозначаване на последното енергийно ниво

Редът на образуване на периодите е свързан с постепенното заселване на енергийни поднива с електрони. Последователността на населението се определя от принципа на минималната енергия, принципа на Паули и правилото на Хунд.

Периодичната промяна на свойствата на елементите в период се обяснява с последователността на нивата и поднивата на запълване на атомите с електрони с увеличаване на атомния номер на елемента и заряда на атомното ядро.

Всеки елемент (освен f-елементи) в периодичната система съответстват на много специфични координати: номер на период и номер на група. С помощта на тези координати можете не само да намерите елемент в таблицата D.I. Менделеев, но и да изгради електронната си конфигурация, като вземе предвид физическия смисъл на значението на числата, съответстващи на периода и номерата на групата, както и наличието на буква в номера на групата, която определя принадлежността на елемента към раздели с- И стр-елементи или д- елементи.

Всеки период започва с елемента, в чийто атом първо се появява електрон с дадена стойност н(водороден или алкален елемент) и завършва с елемент, в атома на който нивото със същото н(благороден газ). Първият период съдържа само два елемента, вторият и третият - по осем (малки периоди). Започвайки от четвъртия, периодите се наричат ​​големи, тъй като се появяват д- И f-елементи: четвъртият и петият период включват по 18 елемента, шестият - 32. Седмият период все още не е завършен, но той, както и шестият, трябва да съдържа 32 елемента.

Последователността на заемане на атомните орбитали от електрони може да се определи с помощта на правилото, формулирано през 1951 г. от руския агрохимик В.М. Клечковски. Това правило често се нарича "правило" н + л". Отразява зависимостта на енергията на атомните орбитали от главните и орбиталните квантови числа.

Според Правилото на Клечковски, заселването на енергийни нива и поднива в неутрални атоми в основно състояние чрез електрони става с увеличаване на поредния номер на елемента в реда на нарастване на сумата от главните и орбиталните квантови числа ( н + л), и когато същата стойност (н + л) − по ред на нарастване на главното квантово число н.

Правилото на Клечковски има изключения. В някои случаи, електрони, без завършване на пълна популация с-може да се появят атомни орбитали д-орбитали или вместо 4 f-има 5 атомни орбитали за заемане д-орбитали.

Например хромът и молибденът (VIB-група) имат 4 с- и 5 с-атомните орбитали, съответно, имат само един електрон, а останалите пет запълват 3 д- и 4 д-атомни орбитали, тъй като те са наполовина запълнени д-поднивата имат висока стабилност, а електронната конфигурация ( н−1)д 5 ns 1 се оказва по-благоприятно за атомите на хром и молибден, отколкото (n-1) д 4 ns 2 .

Напълно напълнената също е особено стабилна. д-подниво, следователно, електронната конфигурация на валентните електрони на атомите на мед, сребро и злато (IB група) ( н−1)д 10 ns 1 ще съответства на по-ниска енергия от ( н−1)д 9 ns 2 .

Всички елементи са разделени на четири типа:

1. В атоми s-елементи s-обвивките на външния слой ns са запълнени. Това са първите два елемента от всеки период.

2. При атоми р-елементиелектроните запълват p-обвивките на външното np ниво. Те включват последните 6 елемента от всеки период (с изключение на първия и седмия).

3. U d-елементиподнивото d на второто външно ниво (n-1)d е изпълнено с електрони. Това са елементи от плъгин десетилетия от големи периоди, разположени между s- и p-елементите.

4. U f-елементи f-поднивото на третото външно ниво (n-2)f е запълнено с електрони. Това са лантаниди и актиниди.

Промени в киселинно-алкалните свойства на елементни съединения по групи и периоди на периодичната система(Диаграма на Косел)

За да обясни естеството на промяната в киселинно-алкалните свойства на съединенията на елементите, Косел (Германия, 1923 г.) предлага да се използва проста схема, основана на предположението, че има чисто йонна връзка в молекулите и кулоново взаимодействие се осъществява между йоните. Схемата на Косел описва киселинно-алкалните свойства на съединенията, съдържащи E–H и E–O–H връзки, в зависимост от заряда на ядрото и радиуса на елемента, който ги образува.

Диаграмата на Косел за два метални хидроксида (за молекули LiOH и KOH) е показана на фиг. 6.2. Както може да се види от представената диаграма, радиусът на Li + йона е по-малък от радиуса на K + йона и OH - групата е свързана по-здраво с литиевия йон, отколкото с калиевия йон. В резултат КОН ще бъде по-лесно да се дисоциира в разтвор и основните свойства на калиевия хидроксид ще бъдат по-изразени. Периодичната таблица на елементите е графично представяне на периодичния закон и отразява структурата на атомите на елементите

Материя, вещество, поле. Предмет на изучаване на химията.

Целият разнообразен свят около нас, всичко, което съществува е материя, която се проявява в две форми: субстанция и поле. Вещество (атоми, молекули, сплави, скали) Това е форма на съществуване на материята, която се състои от частици с различна степен на сложност и има различни свойства, като основната характеристика е масата на покой. Поле (биополе, електрическо поле, магнитно поле, гравитационни полета). Полето се характеризира с наличието на съвкупност от частици и служи за предаване на взаимодействието между тях. Характеристика - енергия. Материята е в непрекъснато движение. Форми на движение: механично, физическо, химично, биологично (живот) и др.

Химическа форма- това е форма на движение на материята, когато чрез пренареждане, разделяне и свързване на атоми и молекули от същите вещества се получават нови вещества с нови свойства.

Предмет на изучаване на химията.

Химията е наука, която изучава структурата, свойствата и взаимодействието на веществата с цел получаване на нови вещества с дадени свойства, а също така изучава особеностите на физичните и химичните процеси с цел приложение. физични и химични методиметалообработка.

2. Ролята и значението на химията в технологията на машиностроенето, самолетостроенето, приборостроенето и полупроводниковата технология.

Науката за материята е от голямо значение в технологиите, чието развитие е немислимо без разбиране на процесите на трансформация на веществата. Дълбокото разбиране на законите на химията и тяхното приложение правят възможно както подобряването на съществуващите, така и създаването на нови процеси, машини, инсталации и устройства. Химичните реакции се използват широко в много производствени процеси. Те (например процеси на окисление, корозия и др.) възникват при работа на инсталации, машини и устройства. Използване химична реакцияв редица производствени процеси позволява рязко повишаване на производителността на труда и качеството на продукта и получаване на нови материали. За разработването на нови технологии са необходими материали със специални свойства, които не съществуват в природата: свръхчисти, свръхтвърди, свръхпроводими, топлоустойчиви и др. Такива материали се доставят от съвременната химическа индустрия, така че можете да разберете значението на химията за всяка специалност. В електротехническата индустрия, например, повече от 80% от продуктите са произведени от полимерни материали.

3. Структурата на атома.

Двойствената природа на електрона, концепцията за електронна орбитала.

Електронът е микрочастица, масата му е много малка, което означава, че скоростта му е висока, движейки се около ядрото. (2 вероятности за електрони около ядрото).

Орбитала е област около ядрото, където е по-вероятно да се намери електрон. По този начин електронът има двойна природа, т.е. В същото време той има както свойствата на материята, така и свойствата на полето. Двойствената природа е математически описана от уравнението на Шрьодингер:

Полето има вълнов характер.

Вещество ↔ поле

m – маса на електрона,

h – константата на Планк

U – потенциална енергия на електрона

При решаването на уравненията на Шрьодингер се появяват някои константи, които се наричат ​​квантови числа. Всички те в една или друга степен отразяват идеята за квантуване на енергията на електрона.

Вълнова функция.

Тъй като движението на електрона има вълнов характер, квантова механикаописва неговото движение в атом с помощта на вълновата функция. В различни точки на атомното пространство тази функция приема различни стойности. Математически това се записва като равенството , където x,y,z са координатите на точката. Физическото значение на вълновата функция: нейният квадрат характеризира вероятността за намиране на електрон в дадена точка в атомното пространство. Количеството представлява вероятността за намиране на въпросната частица в обемен елемент.

Енергийни характеристики на електрона (квантови числа: главни, орбитални, магнитни, спинови).

За да се характеризира поведението на електрона в атома, бяха въведени квантови числа: главни, орбитални, магнитни и спинови;

н- основното квантово число, това е числото, което изразява идеята за квантуване на енергията на електроните. Това свойство е основното (фиг.)

Теория на Бор: един електрон може да има само определена стойност на E: E 1, E 2, E 3 и т.н. n е номерът на енергийното ниво. ЧЕ. Главното квантово число определя енергията и размера на електронните орбитали. Основното квантово число приема стойностите 1,2,3,4,5,... и характеризира обвивката или енергийно ниво. Колкото повече н, толкова по-висока е енергията.

л н– орбитално квантово число.

л н= 0, 1,2,3...n-1

л нопределя формата на атомната орбитала. Електронните обвивки се разделят на подобвивки, така че орбиталното квантово число също характеризира енергийните поднива в електронната обвивка на атома.

m l- магнитно квантово число показва по колко начина орбиталата е ориентирана около ядрото под въздействието на магнитни полета, други електрони, ядрото и външен магнит. m l= -l...0...+l.

Пример: l n =0 За s: m l =0 – означава 1 метод на ориентация.

Госпожица– спиново квантово число. Електронът се движи около ядрото, образувайки орбитала, но също така се движи около собствената си ос. Ако електронът се върти по посока на часовниковата стрелка около собствената си ос m s =+1/2 обратно на часовниковата стрелка m s =-1/2↓

По този начин състоянието на електрона в атома се характеризира напълно с четири квантови числа: n, l n, m l, m s.

Принцип на изключване на Паули, правило на Хунд.

През 1925 г. П. Паули постулира принципа на изключване, според който не може да има два електрона в атом, които имат еднакъв набор от квантови числа n, l n, m l, m s. От това следва, че всяка орбитала може да има не повече от два електрона и те трябва да имат противоположни (антипаралелни) спинове, т.е. запълването ↓ е разрешено, а запълването и ↓↓ не е позволено.

Гунда: В съответствие с това правило, запълването на орбиталите на една подобвивка в основното състояние на атома започва с единични електрони с еднакви спинове. След като единични електрони заемат всички орбитали в дадена подобвивка, орбиталите се запълват с втори електрони с противоположни спинове.

Ако еднаквите частици имат еднакви квантови числа, тогава тяхната вълнова функция е симетрична по отношение на пермутациите на частиците. От това следва, че два еднакви фермиона, включени в една и съща система, не могат да бъдат в едни и същи състояния, т.к за фермиони вълновата функция трябва да е антисиметрична. Обобщавайки експерименталните данни, W. Pauli формира принцип изключения , Чрез което Фермионните системи се срещат в природата само в щатите,описана от антисиметрични вълнови функции(квантово-механична формулировка на принципа на Паули).

От тази позиция следва по-проста формулировка на принципа на Паули, който той въвежда в квантовата теория (1925 г.) още преди изграждането на квантовата механика: в система от еднакви фермиони всеки двама от тях не могат едновременно бъдете в същото състояние . Имайте предвид, че броят на идентичните бозони в едно и също състояние не е ограничен.

Нека си припомним, че състоянието на електрона в атома се определя еднозначно от множеството четири квантови числа :

· основен н ;

· орбитален л , обикновено тези състояния се означават с 1 с, 2д, 3f;

магнитен();

· магнитно въртене ().

Разпределението на електроните в атома се извършва съгласно принципа на Паули, който може да се формулира за атом в най-простата му форма: един и същи атом не може да има повече от един електрон със същия набор от четири квантови числа: н, л, , :

З (н, л, , ) = 0 или 1,

Където З (н, л, , ) - броят на електроните в квантово състояние, описан от набор от четири квантови числа: н, л.. . Така гласи принципът на Паули че два електрона ,свързани в един и същ атом, се различават по значение ,поне ,едно квантово число .

Максималният брой електрони в състояния, описани от набор от три квантови числа н, лИ ми различаващи се само в ориентацията на електронните завъртания е равно на:

, (8.2.1)

защото спиновото квантово число може да приема само две стойности: 1/2 и –1/2.

Максималният брой електрони в състояния, определени от две квантови числа нИ л:

. (8.2.2)

В този случай векторът на орбиталния ъглов импулс на електрона може да поеме пространството (2 л+ 1) различни ориентации (фиг. 8.1).

Максималният брой електрони в състояния, определени от стойността на главното квантово число н, равно на:

. (8.2.3)

Събиране на електрони в многоелектронен атом,имащи едно и също главно квантово число n,Наречен електронна обвивкаили слой .

Във всяка обвивка електроните се разпределят според подчерупки , съответстваща на това л.

Регион на пространството,при които има голяма вероятност за откриване на електрон, Наречен подчерупка или орбитален . Основните видове орбитали са показани на фиг. 8.1.

Тъй като орбиталното квантово число приема стойности от 0 до , броят на подчерупките е равен на поредния номер нчерупки. Броят на електроните в подобвивката се определя от магнитните и магнитните спинови квантови числа: максималният брой електрони в подобвивката с дадена ле равно на 2 (2 л+ 1). Обозначенията на черупките, както и разпределението на електроните по черупките и подчерупките са дадени в табл. 1.

маса 1

Главно квантово число н

Черупка символ

Максимален брой електрони в обвивката

Орбитално квантово число л

Символ на подчерупка

Максимален брой

електрони в

подчерупка

Ако еднаквите частици имат еднакви квантови числа, тогава тяхната вълнова функция е симетрична по отношение на пермутациите на частиците. Но за фермионите вълновата функция трябва да е антисиметрична. От това следва, че два идентични фермиона, влизащи в една и съща система, не могат да бъдат в едни и същи състояния. Обобщавайки експериментални данни, В. Паули формира принципа на изключване, според който системите от фермиони се срещат в природата само в състояния, описани от антисиметрични вълнови функции (квантово-механична формулировка на принципа на изключване на Паули).

Принципът на изключване на Паули е основен закон на природата, който гласи, че в една квантова система две идентични частици с половин цяло число не могат да бъдат едновременно в едно и също състояние. Формулиран през 1925 г. от В. Паули за електрони в атом и наречен от него принцип на изключване, след това разширен до всякакви фермиони. През 1940 г. Паули показа, че принципът на изключване е следствие от връзката между спина и статистиката, съществуваща в квантовата теория на полето. Частиците с полуцяло спин се подчиняват на статистиката на Ферми-Дирак, така че вълновата функция на система от еднакви фермиони трябва да бъде антисиметрична по отношение на пермутацията на всеки два фермиона; От това следва, че в едно състояние не може да съществува повече от един фермион. Принципът на Паули изигра решаваща роля в разбирането на моделите на запълване на електронните обвивки на атома; определя модела на разпределение на електроните в атома през обвивки и слоеве.

Състоянието на електрона в атома се характеризира с четири квантови числа:

основен (1, 2, 3, ……);

орбитален (0, 1, 2, ….., 1); общи стойности;

магнитен ( ….., 0, + 1, ….. + ); Обща сума

значение;

завъртане ( ); само 2 стойности.

Разпределението на електроните в невъзбуден атом се извършва на базата на два принципа:

1. принцип на най-малко енергия: при равни други условия електронът е в състояние, при което енергията му е минимална;

2. Принципът на изключване на Паули, което може да се формулира за атом в следната форма: в един и същ атом не може да има повече от един електрон с еднакъв набор от четири квантови числа Съгласно принципа на изключване на Паули, електроните в атома са разпределени между слоеве и черупки.

Колекцията от електрони в многоелектронен атом, които имат едно и също основно квантово число, се нарича електронен слой (или електронна обвивка). Максималният брой електрони, намиращи се в състояния, определени от стойността на главното квантово число (т.е. в слоя), е равен на:

(фер-миони) всяко квантово състояние може. изпълнен с най-много една частица. W. Pauli формулира този принцип, който той нарече принцип на изключване, през януари 1925 г., малко преди създаването на квантовата механика (1925-26), за да обясни наблюдаваните модели в електронните спектри на атомите, поставени в магнити. поле. Съгласно тази формулировка два или повече електрона не могат да съществуват в един атом, за който стойностите на четирите квантови числа n, l, m i и m s са еднакви (вижте Атом). По това време концепцията за спин все още не е въведена, така че четвъртото квантово число не е описано от W. Pauli с никакъв модел. Той нарече свързаното с него свойство „характерната неяснота на квантовите свойства на електрона, която не може да бъде описана класически“.

Впоследствие беше показано (P. Dirac, 1926), че принципът на Паули е следствие от антисиметрията на вълновата функция на системата по отношение на електронните пренареждания. В случай на система от N невзаимодействащи електрона, антисиметричната вълнова функция Y (x 1, x 2, ..., x N) може. се представя под формата на детерминанта (детерминанта), съставена от вълнови функции на електрони y kp (x i) в квантови състояния k p, всяко от които се характеризира с четири квантови числа (x i е набор от пространствени координати и спинът на i-тото електрон):

Ако к.-л. два реда на детерминантата съвпадат, тя изчезва идентично. От това следва, че всички набори от квантови числа k p трябва да са различни, т.е. да не са m.b. два електрона в едно състояние.

Впоследствие беше формулиран принципът на забраната за всички известни частици, а не само за електрони (W. Pauli, 1940). А именно: в системата на идентичностите. на частици със спин s се реализират само такива състояния, за които общата вълнова функция при пренареждане на която и да е двойка частици се умножава по (-1) 2s, т.е. вълновата функция е симетрична за цели s (системата от частици се подчинява на статистиката на Бозе-Айнщайн) и антисиметрична за полуцели s (статистика на Ферми-Дирак). Наричат ​​се частици с цели стойности на въртене. бозони, с полуцели числа - фермиони.

Принципът на забраната важи и за пермутационната симетрия на съставните частици, например атомните ядра. В зависимост от спина на ядрото можем да говорим за бозонни ядра и фермионни ядра. Отчитането на принципа на Паули за молекулярните ядра се проявява по-специално в ротационните спектри. Например в молекулата 16 O 2 ядрата на 16 O атоми се състоят от четен брой нуклони-fsrmion и следователно имат цяло число. спин (са бозони). Това означава, че вълновата функция на молекулата 16 O 2 трябва да бъде симетрична по отношение на ядрените пренареждания. Това води до забрана на всякакви ротации. енергийните нива с нечетни стойности се въртят. момент, което се потвърждава от наблюдаваните закономерности при въртене. спектри.

Концепцията за квантово състояние на частица в система е валидна в случаите, когато взаимодействието. между частиците може да се замени с определено ефективно поле и всяка частица може да се характеризира с индивидуален набор от квантови числа; при стриктно отчитане на взаимната системаМод. частици има само квантови състояния на цялата система като цяло. Едночастичното приближение е в основата на метода на самосъгласуваност. полета (метод на Hartree-Fock; виж Молекулярни орбитални методи), широко използвани в теорията на атомните и мол. спектри, квантова теория на химията. връзки, при описание на черупкови модели на атома и ядрото и др.

Принципът на Паули в рамките на едночастичното приближение позволява да се обоснове периодичността. химическа система елементи на Д.И.Менделеев, т.к Наличието само на един електрон в едно състояние обяснява последователността на запълване на електронните обвивки и периодичността на елементите, свързани с тази последователност. Макс. Броят на електроните в обвивка с главно квантово число n се определя, съгласно принципа на Паули, от броя на разлагането. набори от квантови числа l, m l иm s, т.е. равно на 2(2l + 1) = 2n 2. Ето откъде идват числатазапълване на електронни обвивки във възходящ ред на номера на обвивката: 2, 8, 18, 32 ... За еквивалент