2.1. Атомные и молекулярные орбитали

При заполнении атомных орбиталей электронами соблюдаются три основные правила.

Принцип устойчивости. АО заполняются электронами в порядке повышения их энергетических уровней:

Принцип (запрет) Паули. На одной орбитали не может быть электронов с одинаковым набором квантовых чисел. Следовательно, на одной АО (с определенными n, l и m) могут находиться не более 2-х электронов с противоположными спинами (т.е. отличающихся спиновым квантовым числом s).

Правило Хунда. На орбиталях с одинаковым энергетическим уровнем (вырожденных орбиталях) сначала размещается только по одному электрону с параллельными спинами, и лишь после заполнения всех таких орбиталей на каждой из них может размещаться по второму электрону (с антипараллельным спином). Наиболее низкое энергетическое состояние достигается при максимальном числе электронов с параллельными спинами. Это объясняется тем, что энергия отталкивания электронов с параллельными спинами меньше, чем электронов с антипараллельными спинами, для которых межэлектронное расстояние меньше.

В химических превращениях принимают участие электроны внешнего электронного уровня – валентные электроны.

Наиболее распространенные в органических соединениях элементы (элементы-органогены) относятся в основном ко 2-му (C, N, O) и 3-му (P, S, Cl) периодам Периодической системы. Валентными электронами этих элементов являются 2s-, 2р- и 3s-, 3р-электроны, соответственно.