рити про те, що в структурної організації електронних систем атомів хімічних елементів, що розглядаються в площині орбітального квантового числа, присутня ще одна (вторинна) періодичність, яка ділить кожен орбітально-хвильової період на дві напівперіоду з однаковою кількістю елементів. Ці кількості елементів у орбітальних напівперіодах рівні:
Кількість елементів у орбітально-хвильових періодах пов'язано з їх номером квадратичною залежністю. Тобто:.
Всі орбітальні періоди і напівперіоди структурної організації електронних систем, так само як хімічні періоди періодичної системи, закінчуються інертними газами, а починаються наступними за ними хімічними елементами. При цьому кожен орбітально-хвильової період охоплює два хімічних періоду (- номер періоду) з однаковим числом елементів, тобто:
Відповідно, всі орбітальні напівперіоди в точності збігаються з хімічними періодами і рівні з ними по числу елементів. Тому надалі орбітальні напівперіоди будемо також позначати символом tn.
Кількість елементів в хімічному періоді залежить від того, до якого періоду структурної організації він належить. Так як число елементів у всіх орбітально-хвильових періодах пов'язано з їх номером квадратичною залежністю, то кількість елементів у хімічних періодах має такий вираз:
Застосовуючи останню формулу до семи відомим хімічним періодам періодичної системи Д.І. Менделєєва, отримуємо числовий ряд:
, 8, 8, 18, 18, 32, 32, члени якого в точності відповідають кількості їх елементів. При цьому перший орбітальний період по своїй сутності є орбітально-хвильовим напівперіодом.
Таким чином, кількість елементів у хімічних періодах періодичної системи Д.І. Менделєєва дорівнює подвоєному квадрату номера орбітального періоду структурної організації електронних систем, до яких вони належать.
У кожному орбітальному періоді у атомів хімічних елементів з'являються електрони з новим значенням орбітального квантового числа. Тобто, в першому періоді спостерігаються тільки s електрони, у другому періоді додатково з'являються p електрони, у третьому - d електрони і в четвертому періоді - f електрони. Інакше кажучи, у всіх орбітальних періодах структурної організації електронних систем атомів хімічних елементів орбітальне квантове число приймає ряд значень, максимальна з яких виражається формулою:, а загальне число цих значень дорівнює, відповідно, номеру періоду N. При цьому в кожному орбітальному напівперіоді спостерігаються всі N значень орбітального квантового числа, а відповідне число s, p, d, f електронів в атомах їх елементів (як і число самих s, p, d, f елементів) досягає величини:
У орбітальних напівперіодах число електронів з даним значенням орбітального квантового числа пов'язано з номером орбітального періоду, в якому вони вперше з'явилися, залежністю:
Замінюючи N на, отримуємо загальну формулу числа електронів при даному значенні орбітального квантового числа, добре відому з курсу теорії будови атома:.
Число елементів в орбітальному напівперіоді конкретизується у вигляді формули: з якою щодо числа елементів орбітально-хвильових періодів (як і щодо числа утворюють їх електронів) слід: ..
У хімічних періодах максимальне значення орбітального квантового числа у електронів атомів їх елементів підпорядковується умові:
тобто орбітальне квантове число в хімічних періодах приймає ряд значень.
Викладене свідчить, що в орбітально-хвильових періодах структурної організації електронні системи атомів хімічних елементів обох напівперіодів доповнюються одними і тими ж електронами. При цьому в кожному випадку число електронів в s, p, d, f підгрупах зберігає своє постійне значення. Інакше кажучи, процес еволюції електронних систем атомів хімічних елементів, в межах орбітально-хвильових періодів їх структурної організації, йде таким чином, що два рази поспіль повторюється один і той же набір значень і. Відносно орбітальних напівперіодів і хімічних періодів системи Д.І. Менделєєва даний факт обумовлює попарне повторення числа елементів в їх межах.
Щоб пояснити це явище, введемо в розгляд поняття орбітальний номер електрона, яким будемо позначати порядковий номер електрона в підгрупі. Тобто:
і, відповідно:
Сукупність значень і описує електронні стани в атомах хімічних елементів, що знаходяться в межах орбітально-хвильових періодів структурної організації. При цьому в кожному орбітально-хвильовому напівперіоді різноманітність електронних станів з різними значеннями і повністю вичерпується. Однак згідно з принципом забор...
