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。     

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     

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。     

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     

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。     

电子间的推斥效应与核外电子排布

在一些教科书中,论述原子基态核外电子排布,往往是将Z个电子在不违背保里原理的前提下尽可能填入能量低的轨道,一般是按n+0.7l规则来判断各轨道能量的高低顺序。这样,从氢原子开始逐个增加核电荷,同时逐个地把电子按上述顺序“填充”到轨道上,于是就建造起周期表上全部元素的原子基态的核外电子排布,这虽然可帮助学生按原子序数写出周期表上大部分元素原子的能量最低的组态,但对于过渡元素及La系、Ac系元素来说,这种“填充”顺序与实验事实是有矛盾的。另外,原子的核外电     

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.     

原子轨道能和体系总能量的关系

本文分析了各种原子轨道的近似模型,阐明了轨道能与总能量的关系,并对原子核外电子排布进行了有意义的探讨。     

关于多电子原子轨道能量高低的讨论

本文通过实例对《原子结构》一文中,运用斯莱特规则时将原子中的电子进行分组序法提出自己看法,同时对多电子原子中原子轨道能级,亚非是一成不变的进行了阐述,指出了原子轨道能级大小及次序是与原子序数直接相关的,强调说明了不是所有多电子的~ωd能量总是高于4s.     

氖原子和类氖离子基态能量的变分计算

在考虑了电子间交换作用以及内外壳层电子的不同屏蔽效应的基础上,利用变分原理,计算了氖原子和类氖离子基态非相对论性能量,计算结果与实验观测值相当接近,对于氖原子基态的能量,误差只有0.24%.     

原子基态及其确定

原子基态是原子的所有状态中最富有特征的一个态,不仅在涉及到原子结构的理论中都要碰到它,而且在光谱学、物质结构等学科中也有广泛的应用。因为知道原子基态后,由它出发,结合幅射跃迁的选择定则,就可以很方便地计算出原子各激发态的谱项。所以原子基态的确定是有重要意义的。本文从推断原子基态的电子组态的泡里(Pauli)原理、能量最低原理和洪德(Hund)定则出发,接着说明确定原子的光谱项的法则;之后,介绍一种较简便的确定原子基态的方法——“杨氏图”(young diagram),导出原子基态的谱项表     

外电场作用下SH2分子特性研究

在不同理论水平优化得到SH2分子的基态稳定构型,通过基态能量比较,选取密度泛函B3P86方法和6-311++g(3df,3pd)基组对SH2在不同外电场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对SH2分子基态总能量、键长、键角、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布的影响.结果表明,随着Z方向外电场的增加,键角、偶极矩和H原子电荷递增,总能量、能隙和S原子电荷递减.分子键长随着Z方向外电场绝对值的增加而增加.     

第三周期元素改进的 STO—3G 基从头计算基函数

本文根据量子力学能量最低原理,以 Hartree-Fock 极限值为标准,通过大量的优选计算,将徐光宪等人提出的改进 STO—3G 从头计算基函数推广到第三周期元素,提出了基组参数α_i、C_i 以及与其匹配的原子轨道指数(?)。并用此基组对第三周期的基态原子和含第三周期元素的典型分子进行了从头计算,各项计算结果明显优于 J.A.Pople 等人提出的 STO—3G 的结果。     

确定原子基态的具体方法

<正> 元素周期表中,原子的基态电子组态可分为两种情况:一个未满次壳层上有r个电子;两个未满次壳层的一个上有r_1个电子,另一个上有r_2个电子。洪特定则提供了关于组态中最低能级结构的资料。洪特定则可陈述为:给定组态的最低能级具有S的最大值,而且与之对应的L的可能值也最大。关于能级的次序,洪特又提出了一个仅对等效电子构成的组态成立的附加定则:一个次壳层满额半数以上的电子(但还未满)构成的能级一般具有倒转次序,J=L+S;少于满额半数以下的电子构成的能级一般具有正常次序,J=|L-S|。于是对     

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     

掺铅锂小团簇的结构、稳定性和化学键研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,对锂原子用全电子6-311++g(d,p)基组,铅原子用sddall相对论有效实势基组研究了LinPb(n=7~9)二元团簇较低能量构型的几何结构,并讨论了能量最低的基态构型的化学键和稳定性.研究表明,掺入的铅原子与锂原子之间形成的化学键为共价键,并且成键的价电子对倾向于铅原子.Li8Pb二元团簇基态构型的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUOMO)之间的能隙比LinPb(n=7,9)二元团簇基态构型的大.此外,基于对LinPb(n=7~9)二元团簇基态构型平均原子化能、垂直电离能和垂直电子亲和能的计算分析,得出Li8Pb二元团簇的基态构型最稳定.     

原子基态的确定方法

原子的基态是原子能量的最低状态,这对于研究原子的电子壳层结构具有重要的意义,本文给出了确定原子基态的一种方法.     

双电子原子基态能量的相对论修正

分析并推导求解了双电子原子基态能量的相对论修正中的两个基本问题:动能平方算子和三维Dirac δ-函数的基态期望值.用Mathematica符号语言进行了实现,给出了双电子原子(H-,He,Li+,Be++,…)高精度的基态能量计算值,特别是对氦原子的计算相对误差达到0.00485‰.     

铍原子基态能量和波函数的变分计算

利用变分原理,计算铍原子(含类铍离子)基态非相对论性能量和波函数,计算中考虑了电子间的交换作用以及内外壳层电子的不同屏蔽效应,计算结果与实验值很相符,能量误差小于0.2%.     

交换相互作用和屏蔽参数对类锂原子能量的影响

讨论了类锂原子内壳层电子和外壳层电子的交换相互作用和屏蔽效应,采用变分法计算类锂原子的基态能量,计算结果表明这些效应对Ｌｉ,Ｂｅ＾＋,Ｂ＾２＋基态能量的贡献约为６ｅＶ。