
·電子自旋與泡利原理·
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為什么一個(gè)原子軌道里能容納兩個(gè)電子?
1925年,烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出假設(shè):電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外,還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫自旋。
電子能量與能層、能級(jí)有關(guān);電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與原子軌道有關(guān);電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定。
在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納 個(gè)電子,它們的自旋 ,也稱泡利不相容原理。
電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向,簡(jiǎn)稱自旋相反。常用方向相反的箭頭“↑”和“↓”表示自旋狀態(tài)相反的電子。
·電子排布的軌道表示式·
軌道表示式(電子排布圖):是表述電子排布的一種圖示。
用方框(或圓圈)表示 ?。荒芰肯嗤脑榆壍?簡(jiǎn)并軌道)的方框相連;箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子,“↑↓”稱 ,“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對(duì)電子)。
電子排布的軌道表示式——注意事項(xiàng)
1.不同能級(jí)中的方框(或圓圈)要相互分開。
2.整個(gè)電子排布圖中各能級(jí)的排列順序要與相應(yīng)的電子排布式一致。
3.通常在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。
4.有時(shí)畫出的能級(jí)上下錯(cuò)落,以表達(dá)能量高低不同。
思考:O的軌道表示式是什么?
在氧原子中,有 個(gè)電子對(duì),有 個(gè)單電子。在氧原子中,有 種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),有 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。
基態(tài)原子中,填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,而且自旋方向相同。
如:O原子的電子排布圖
在簡(jiǎn)并軌道上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時(shí),具有__ 的能量和 的穩(wěn)定性。
全充滿(p6,d10,f14)
全空時(shí)(p0,d0,f0 )
半充滿(p3,d5,f7 )
1.下列軌道表示式中哪個(gè)是氧的基態(tài)原子?為什么?
A 根據(jù)洪特規(guī)則,基態(tài)原子中,填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行。
(1)內(nèi)容:在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),電子將盡可能地占據(jù) 的原子軌道,使整個(gè)原子的能量最低。(2)因素:整個(gè)原子的能量由 、 和 三個(gè)因素共同決定。
1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布式是1s2而不是1s12s1?
氦原子核外有2個(gè)電子,根據(jù)能量最低原理和泡利原理,基態(tài)氦原子的2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s軌道中,且1s軌道和2s軌道能量相差較大,所以基態(tài)氦原子不會(huì)出現(xiàn)2個(gè)電子單獨(dú)分占1s、2s軌道的情況。
3.為什么基態(tài)Sc的價(jià)層電子排布是3d14s2,而不是4s3?
違背了泡利原理,4s能級(jí)只有1個(gè)軌道,每個(gè)軌道最多可容納2個(gè)電子。
2.為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是 ,而不是 ?
違背了洪特規(guī)則,2p軌道上的三個(gè)電子應(yīng)分占三個(gè)軌道且自旋方向相同。
核外電子排布的表示方法
每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道,每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。如N的軌道表示式:
①電子排布式如K原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s1
②簡(jiǎn)化的電子排布式。如K原子簡(jiǎn)化的電子排布式:[Ar]4s1
1.某原子核外電子排布為ns2np7,它違背了A.泡利原理 B.能量最低原理C.洪特規(guī)則 D.構(gòu)造原理
A.Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2B.As的價(jià)電子排布圖:
C.Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖:
D.Mn2+的價(jià)電子排布圖:
2.下列有關(guān)電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖以及電子排布圖正確的是
①Ca2+:1s22s22p63s23p6 ②F-:1s22s23p6③P:④Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 ⑤Mg2+:1s22s22p6⑥C:
3.下列原子或離子的電子排布式或軌道表示式正確的是________(填序號(hào),下同),違反能量最低原理的是____,違反洪特規(guī)則的是_____,違反泡利原理的是_____。
4.下列氮原子的電子排布圖中,屬于激發(fā)態(tài),且能量最高的是
5.寫出15P、25Mn的軌道表示式,并按要求填空。15P:_____________________________________,有 個(gè)電子對(duì),有 個(gè)單電子。25Mn:___________________________________________________,有 種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),有 個(gè)單電子,屬于半充滿狀態(tài)。
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