第一章原子结构与性质一原子结构1能级与能层
2原子轨道
3原子核外电子排布规律⑴构造原理随着核电荷数递增大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道能级叫做构造原理。
f能级交错由构造原理可知电子先进入4s轨道后进入3d轨道这种现象叫能级交错。
说明构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低实际上4s能级比3d能级能量高而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
2能量最低原理
现代物质结构理论证实原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低而不局限于某个能级。
3泡利不相容原理基态多电子原子中不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之
一个轨道里最多只能容纳两个电子且电旋方向相反用“↑↓”表示这个原理称为泡利Pauli原理。
f4洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道能量相同时总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相同这个规则叫洪特Hu
d规则。比如p3的轨道式
为或
洪特规则特例当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时是较稳定状态。
前36号元素中全空状态的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0半充满状态的有7N2s22p3、15P3s23p3、24Cr3d54s1、25M
3d54s2、33As4s24p3全充满状态的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Z
3d104s2、36Kr4s24p6。
4基态原子核外电子排布的表示方法
1电子排布式
①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数这就是电子排布式例如K1s22s22p63s23p64s1。
②为了避免电子排布式书写过于繁琐把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示例如KAr4s1。
2电子排布图轨道表示式
每个方框或圆圈代表一个原子轨道每个箭头代表一个电子。
如基态硫原子的轨道表示式为
f二原子结构与元素周期表1原子的电子构型与周期的关系1每周期第一种元素的最外层电子的排布式为
s1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外其余为
s2
p6。He核外只有2个电子只有1个s轨道还未出现p轨道所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。2一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能r