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     

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。     

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     

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。     

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。     

洪特规则与电子配对

“洪特规则”和“电子配对”是两个不同的概念,而且是研究原子结构和分子结构问题中的两个重要概念。但是,由于它们常在同一问题或同一场合同时出现,所以往往被一些作者引出相互混淆甚至是错误的结果。因此,正确理解“洪特规则”和“电子配对”的含义,对学习原子结构和分子结构问题是很有帮助的。洪特规则是能量最低原理的必然结果Hund 规则最初是从大量光谱实验中总结出来的,因此不少书刊直接用光谱语言来叙述它。但其通俗表述是:在角量子数l 相同的轨道(又称等价轨道)上排布的电子,应尽可能分占不同的轨道且自旋平行。这样的排布可使体系的能量降低,因此可以说洪特规则是能量最低原理的补充和必然结果。要理解这个问题必须弄清这样两个问题:     

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     

电子填充、电离的真实顺序与最大结合能模型(Ⅱ)

本文根据保利原理和能量最低原理,提出了填充核外电子的最大结合能模型,用玻恩-哈伯循环图、一元二次不等式法解决了电子填充和电离的真实顺序;用竞争组态能量差法研究了洪特规则的特例。还对Tc、Ir~+、Pt的电子组态进行了讨论。     

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。     

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     

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     

元素周期律教学设计

一、教学目标 1.知识技能目标：了解元素原子核外电子排布规律;认识核外电子层排布、原子半径、化合价的周期性变化规律。2.能力方法目标：培养学生观察、分析、总结归纳的能力。3.情感态度目标：培养学生勤于思考、勇于探究的科学品质。     

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     

关于原子结构的电磁模型——从物理本质上解释原子的稳定性

以新量子概念为指导思想、在电子结构的"电磁模型"的基础上,进一步提出了关于原子结构的"电磁模型".并用于从物理本质上解释原子的稳定性:原子内核外电子所受电场力和磁场力近似平衡、引力和斥力近似平衡,可使电子不脱离原子核引力;原子可看成是电子-原子核的正负电荷组成的多个电偶极子的组合,"振荡偶极子" 可视为短天线辐射,天线长度L小到10-10 m的原子线度数量级时,原子不辐射电磁波,因而是稳定的.     

泡利不相容原理与原子结构的关系

泡利不相容原理与原子结构的关系冯声祖，周贺志（淮南矿业学院基础部）１泡利原理与电子组态在一个原子中不能有两个或两个以上的电子处在同一状态。也可以说成是不能有四个量子数ｎ，ｌ，ｍ，ｍ，完全相同的两个电子存在。这就是泡利不相容原理。泡利原理支配着核外电子...     

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