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文档简介
1、WORD格式原子构造示意图规那么一、原子核外电子排布的原理处于稳定状态的原子, 核外电子将尽可能地按能量最低原理排布, 另外,由于电子不可能都挤在一起, 它们还要遵守保里不相容原理和洪特规那么, 一般而言,在这三条规那么的指导下, 可以推导出元素原子的核外电子排布情况, 在中学阶段要求的前 36 号元素里,没有例外的情况发生。1最低能量原理电子在原子核外排布时, 要尽可能使电子的能量最低。 怎样才能使电子的能量最低呢?比方说,我们站在地面上,不会觉得有什么危险;如果我们站在20 层楼的顶上,再往下看时我们心理感到害怕。 这是因为物体在越高处具有的势能越高,物体总有从高处往低处的一种趋势, 就像
2、自由落体一样, 我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中, 物体要从地面到空中, 必须要有外加力的作用。 电子本身就是一种物质, 也具有同样的性质, 即它在一般情况下总想处于一种较为平安或稳定的一种状态基态,也就是能量最低时的状态。 当有外加作用时,电子也是可以吸收能量到能量较高的状态 激发态,但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。 一般来说, 离核较近的电子具有较低的能量, 随着电子层数的增加,电子的能量越来越大;同一层中,各亚层的能量是按s、p、d、f 的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守以下次序: 1s、2s、2p、 3s、3p、4s、3d、4p,2保里不相容
3、原理我们已经知道, 一个电子的运动状态要从 4 个方面来进展描述, 即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。 在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全一样的两个电子存在, 这就是保里不相容原理所告诉大家的。根据这个规那么,如果两个电子处于同一轨道,那么,这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说,每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。 这一点好似我们坐电梯, 每个人相当于一个电子, 每一个电梯相当于一个轨道, 假设电梯足够小,每一个电梯最多只能同时供两个人乘坐, 而且乘坐时必须一个人头朝上,另一个人倒立着为了充分利用空间。根据保里不相容原理,我们得知:s 亚层只有 1
4、 个轨道,可以容纳两个自旋相反的电子; p 亚层有 3 个轨道,总共可以容纳 6 个电子; f 亚层有 5 个轨道,总共可以容纳 10 个电子。我们还得知:第一电子层 K 层中只有 1s 亚层,最多容纳两个电子;第二电子层 L 层中包括 2s 和 2p 两个亚层,总共可以容纳 8 个电子;第 3 电子层M层中包括 3s、3p、3d 三个亚层,总共可以容纳 18 个电子 , 第 n 层总共可以容纳 2n2 个电子。3洪特规那么从光谱实验结果总结出来的洪特规那么有两方面的含义: 一是电子在原子核外排布时,将尽可能分占不同的轨道, 且自旋平行; 洪特规那么的第二个含义是对于同一个电子亚层,当电子排布
5、处于专业资料整理WORD格式全满 s2、p6、 d10、 f14 半满 s1、p3、 d5、f7 全空 s0、p0、d0、f0 时比较稳定。这类似于我们坐电梯的情况中,要么电梯是空的,要么电梯里都有一个人, 要么电梯里都挤满了两个人, 大家都觉得比较均等,谁也不抱怨谁;如果有的电梯里挤满了两个人, 而有的电梯里只有一个人,或有的电梯里有一个人, 而有的电梯里没有人, 那么必然有人产生抱怨情绪, 我们称之为不稳定状态。二、核外电子排布的方法对于某元素原子的核外电子排布情况, 先确定该原子的核外电子数 即原子序数、质子数、核电荷数,如24 号元素铬,其原子核外总共有24 个电子,然后将这24 个电
6、子从能量最低的1s 亚层依次往能量较高的亚层上排布,只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层,每一个亚层上最多能够排布的电子数为:s 亚层2 个, p 亚层 6 个,d 亚层 10 个,f 亚层 14 个。最外层电子到底怎样排布,还要参考洪特规那么,如 24 号元素铬的 24 个核外电子依次排列为1s22s22p63s23p64s23d4根据洪特规那么, d 亚层处于半充满时较为稳定,故其排布式应为:1s22s22p63s23p64s13d5最后,按照人们的习惯“每一个电子层不分隔开来,改写成1s22s22p63s23p63d54s1即可。三、核外电子排布在中学化学中的应用1原子的核外电子排布
7、与轨道表示式、原子构造示意图的关系:原子的核外电子排布式与轨道表示式描述的内容是完全一样的, 相对而言,轨道表示式要更加详细一些,它既能明确表示出原子的核外电子排布在哪些电子层、电子亚层上,还能表示出这些电子是处于自旋一样还是自旋相反的状态, 而核外电子排布式不具备后一项功能。原子构造示意图中可以看出电子在原子核外分层排布的情况,但它并没有指明电子分布在哪些亚层上, 也没有指明每个电子的自旋情况, 其优点在于可以直接看出原子的核电荷数或核外电子总数。2原子的核外电子排布与元素周期律的关系专业资料整理WORD格式在原子里,原子核位于整个原子的中心,电子在核外绕核作高速运动,因为电子专业资料整理W
8、ORD格式在离核不同的区域中运动, 我们可以看作电子是在核外分层排布的。 按核外电子排布的 3 条原那么将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围, 发现核外电子排布遵守以下规律:原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上离核较近;假设电子层数是 n,这层的电子数目最多是 2n2 个;无论是第几层,如果作为最外电子层时, 那么这层的电子数不能超过 8 个,如果作为倒数第二层 次外层,那么这层的电子数便不能超过 18 个。这一结果断定了元素原子核外电子排布的周期性变化规律, 按最外层电子排布一样进展归类, 将周期表中同一列的元素划分为一族;按核外电子排布的周期性变化来进展划分周期如第一周期中含有
9、的元素种类数为2,是由 1s12 决定的第二周期中含有的元素种类数为8,是由 2s122p06决定的第三周期中含有的元素种类数为8,是由 3s123p06决定的第四周期中元素的种类数为18,是由 4s123d0104p06决定的。由此可见,元素原子核外电子排布的规律是元素周期表划分的主要依据, 是元素性质周期性变化的根本所在。 对于同族元素而言, 从上至下,随着电子层数增加,原子半径越来越大, 原子核对最外层电子的吸引力越来越小, 最外层电子越来越容易失去,即金属性越来越强;对于同周期元素而言,随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的吸引力越来越强, 使原子半径逐渐减小, 金属性越来越差, 非金属性越来越强总的说排布规那么:1,也是最重要的, 能量最低原理。 所有原那么的电子排布应使该原子的能量最低。2,洪特规那么。3,泡利不相容原理。同一个原子不存
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