对称性与核外电子排布

原子基态的核外电子排布,是将Z个电子按保里原理、能量最低原理和洪特规则填充在原子轨道上。但还有许多问题值得讨论,诸如:原子核外的电子在全充满、半充满和全空时具有较低的能量和较大的稳定性,对于这个问题有的教科书是用洪特规则来解释的,有的书刊上又认为讨论核外电子的排布完全可以不用洪特规则。除这个问题外还有轨道能级高低次序、轨道的填充顺序等。我们试图从对称性的角度对上述问题或核外电子的排布中有关问题予以解释。     

能级图与原子的电子构型

在无机化学教学中,常借助能级图排布核外电子。其中Pauling近似能级图最为大家所熟悉,在国内外教材中普遍采用,教学中发挥了很大作用,但是,不少教材中实际上把近似能级图当作核外电子填充轨道能级的顺序图,此种处理是否妥当值得讨论。众所周知,核外电子排布三原理是核外电子排布的主要依据。其中最基本的是能量最低原理,必须指出,各个电子所处能级不完全由该能级轨道的能量高低来决定,而是由何种电子组态能使整个原子体系的总能量处于最低来决定,这才是对能量最低原理的正确理解。一些教材在轨道能、原子体系总能量方面     

关于电子填入“轨道”次序图的改进

在“原子电子层结构和周期系”的教学中,国内外教科书多采用各种形式的aufbau(构造)图(见3—6图)来帮助学生了解核外电子的填充顺序。所谓 aufbau 图,也就是电子填入“轨道”次序图。由于原子核外电子的填充次序与元素周期系的形成有内在联系,故进一步引伸和改进已有的电子填入“轨道”次序图的含义和应用,是很有必要的。本文提出的“能级组式电子填入‘轨道’次序图”,是在教学实践和文献的启     

元素基态构型"转轨"的规律

本文提出“ｄ添加规律”诠释了元素周期系中全部基态构型“转轨”的元素原子电子如何排布，可使整个原子体系能量最低。     

气功与能态

原子物理观点认为,构成一切物质的分子是由原子组成,而原子又是由原子核和它的核外电子组成,电子绕核旋转,处在这一状态的原子称为“基态”,只有在这种状态下,原子能量最低,也可以说是最稳定的状态.处于“基态”的原子,其外部没有任何动向,所以我国对处于这一状态的物质,传统称法为“无极”.当原子受到外加的能量,其核外电子从最低能态跃迁到更高能态,即在距离原子核更远的运动轨道上,该原子由“基态”变成了“激发态”.处于“激发态”的原子,由于其电子远离了原子核,使之体积变大,而质量未改变,因此,单位体积的质     

核外电子排布中的能量最低原理

原子核外电子排布遵循三条基本规律——保林原理、能量最低原理和洪特规则,其中能量最低原理是最基本的一条。对此原理的表述有不少无机化学教材及教学参考书存在着这样的说法:“在不违背保林原理的条件下,各个电子将优先占据能量较低的电子轨道,使体系的能量处于最低,”电子填充到原子轨道时“电子总是优先占据能级最     

核外电子排布与近似能级图

在大一无机化学的教学中,通常采用鲍令近似能级图来阐述核外电子排布的规律。在各种能级图中,鲍令能级图有一定的优点,但也给教学上带来一些问题。本文将介绍一些其它的能级图,并与鲍令能级图相比较。此外,本文还对无机化学教学中有关核外电子排布的一些问题,如能级交错、填充电子顺序与失去电子顺序不一致以及某些元素原子的电子层结构呈现例外等进行探讨。     

原子核外的电子排布违背“构造原理”的探讨

<正> 所谓原子核外的电子排布是讨论原子中的电子各处于什么状态((?),n,l,m,ns)也叫原子的电子构型或者简称原子结构.元素原子的核外电子排布必须遵循Pauli不相容原理,洪特规则,构造原理;满足能量最低原理[1][2],但是,在实际的核外电子排布中常常会出现一些特例,这些特例常称之为“反常”现象(见表1)由于上述原子的核外电子排布相当稳定,因而,满足能量最低原理的要求,但这些结构又直接与“构造原理”相违背.实际结构的存在,给我们提出新的要求,需要我们从原子结构作更深入的分析.     

关于“能量最低原理”的剖析

能量最低原理是讨论基态原子、分子的电子排布主要依据之一。但能量最低原理是指体系能量最低,而不是指原子轨道能量最低,原子的总能量不等于电子已占原子轨道能量的总和;n+0.71值的大小不能代表原子轨道能量高低的次序,只代表电于一般填充的次序;在满足保里原理的前提下,原子总能量最低才是原子基态电子排布的最后决定因素。     

从电子能级分组和排布的经验规则谈起

许多教科书把n+0.71等经验规则作为判断原子(外层)轨道能级高低次序的依据,而且对电子排布的根本原则——能量最低原理的表述不正确,造成在多电子原子核外电子排布问题上的概念混乱,本文对此作了必要的讨论。     

试论过渡元素的电离作用——为什么4s能价高于3d能价

根据Aufbau原理,元素原子核外电子的排布顺序为ns、(n-2)f、(n-1)d、np. 它反映了元素原子核外电子由低到高的能阶排布顺序.它与L.Pauling的近似能级图是一致的. L.Pauling的能级图是     

用信息论说明原子核外电子排布的尝试

原子核外电子的运动,服从一定的统计规律,核外电子在核外空间出现的位置,可以有无穷多个微观状态数。因此,除了能量因素外,是否还需要考虑核外电子所具有的熵因素呢?本文从电子的波函数的统计角度——用信息论探讨了原子核外电子的排布情况,以期尝试上述问题。     

3d和4s轨道的能量关系初探

我们在无机化学和结构化学的学习中,经常遇到这样的问题:3d和4s轨道的能量到底哪一个高?电子在填充这些轨道时,遵循什么规律,按照什么顺序?电离时首先失去的是哪个轨道上的电子?这些问题,现有的新版高校教材都没有予以圆满地、系统的阐述.目前,国内外的一些化学工作者都在积极地探讨这些问题.本文试从量子力学的基本假设出发,推出3d和4s轨道的能量计算公式,借助于斯莱特(Slatar)规则定量地计算出1～36号元素原子的3d和4s轨道能量,同时也计算了电子在这些轨道上排布时各种可能组态的能量,从而在解释上述问题时得到了比较满意的结果.     

原子构造的对称性原理与元素周期系的形成

讨论了原子构造的对称性原理及其在元素周期系形成中的支配作用．指出了基态原子的电子（包括电子的自旋态）的轨道分布方式是由轨道能及电子组态的对称性二者决定的，而元素周期系的形成则是与元素基态原子外围电子组态的对称性选择密切相关．     

元素基态价电子构型“反常”现象的理论解释

试图从轨道能级差、电子相关和电子松紧效应三方面来解释周期表中某些元素基态价电子构型的“反常”现象．     

原子构造的对称性原理与元素周期系统的形成

讨论了原子构造的对称性原理及其在元素周期系形成的中支配作用，指出了基态原子的电子（包括电子的自旋态）的轨道分布方式是由轨道能及电子线态的对称性二者决定的，而元素周期系的形成则是与元素基态原子外围电子组态的对称性选择密切相关。     

原子结构教学的几点建议

无机化学中原子结构是重要的基础理论之一,教学目的是了解人们对原子结构的认识过程,理解原子核外电子的运动状态及电子排布的基本规律,以认识元素周期系元素性质递变的内在根源,为以后进一步学习分子结构、化学键、晶体结构和阐明元素及其化合物的性质、反应奠定基础。大学如何在中学讲分子、原子、核外电子运动状态及排布等初步基础知识之上根据近代物质结构的观点讲授这部分教材是一个值得探讨的问题。下面谈谈自己的一些看法和体会。     

原子结构与性质间的定量关系,Ⅰ主族同族元素性质递变的定量关系

元素周期律的结构基础,在于元素原子的核外电子在能值为量子化的各壳层上呈周期性的重复排列。同族元素的相似性,是由其在价壳层上具有相同电子数所致;同族元素的性质同时也是发展的,这一发展表现出何种规律性,能否找出某种结构因子,把同族元素的性质定量地关联起来呢?本文试图对主族元素的原子结构与周期性的定量关系进行研究。在一个原子中,核荷形成一量子化力场,自核而远能级的主量子数n依次为1、2、3……,核外电子则按一定的规律排布在以各个主量子数n为表征的各壳层(能级)中。对于同族元素,从电子层结构上来看,相互间的关系实为一同系列,每下一个成员均较其上一     

两个新的电子填入轨道助记图

多电子原子近似能级图的记忆对于学生掌握原子核外电子的排布，从而掌握各种元素的不同的化学性质是非常重要的．因此，各种高中、中专、技校化学教材上都使用了一个《电子填入轨道助记图），以帮助学生记忆．但在教学实践中，该图并不易被学生接受，主要是由于该图中曲线来回迁折太多，如果斜线角度稍有偏差，就会引起一连串的错误．另外，使用该图不能直接比较若干个不相邻能级的大小．笔者总结并提出了另外两个电子填入轨道顺序助记图，并把它运用到教学中，学生反映很好，不仅简单易记、不易出现错误，还可以直接用于比较若干个不相邻能…     

运用定态法研究电子在原子核势场中的配置与运动关系

研究量子理论中微观粒子系统对库仑电场势能的影响, 将作用于核与电子间的电磁场进行核心化和定态化处理, 并将原子的电磁作用分解, 分别研究壳层电场和磁场对电子的作用.  通过分析各种原子的壳层球半径、 电子轨道偏角和电子的运动速度, 可知电子运动的“轨道”截面小于且偏离原子“赤道”平面, 并按原子的极相进行配置和运动.  计算主族元素中44种原子的基态能级表明, 所得结果与第一电离电势符合较好.