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原子核外电子的排布(电子结构)“★★★” →核外电子排布的原则
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| 本课程采用鲍林原子轨道近似能级图,因它在解决原子核外电子排布时方便有效,更重要的的是可以根据近似能级图,写出元素周期表(periodic
table of the elements)中绝大多数基态原子的电子结构(atomic electron structure),因此它被广泛用于化学教学中。 根据光谱实验结果和对元素周期律的分析,绝大多数元素的原子,其核外电子排布应遵循以下三个原则。 1)能量最低原理 电子在原子轨道中的分布,应尽可能使整个体系的能量最低,才能符合自然界的能量越低越稳定的普遍规律。也就是说,电子在原子轨道填充的顺序,应先从最低能级1s轨道开始,依次往能级高的轨道上填充,称为能量最低原理(lowest energy principle)。 2)保里不相容原理 1925年奥地利科学家保里(w.paoli)在光谱实验现象的基础上,提出了一个后被实验所证实的一个假设,即在一个原子中不可能存在四个量子数完全相同状态的两个电子,我们称为保里不相容原理(exclusion principle)。 每个原子轨道最多能容纳二个电子,按照保里不相容原理,这二个电子自旋量子数的取值分别为m 3)洪特规则 1925年,德国科学家洪特(F.Hund)根据大量光谱实验数据,总结出,在n和l相同的等价轨道中,电子尽可能分占各等价轨道,且自旋方向应相同,称为洪特规则(Hund's rule),也称为等价轨道原理。量子力学计算证实,按洪特规则分布,且自旋方向相同的单电子越多,能量就越低,体系就越稳定。 此外,量子力学理论还指出,在等价轨道中电子排布全充满、半充满和全空状态时,体系能量最低最稳定。 全充满 p |