什么叫spdf轨道排布规律?

什么叫spdf轨道排布规律?,第1张

spdf轨道排布规律是:

1、泡利不相容原理:每个轨道最多只能容纳两个电子,且自旋相反配对。

2、能量最低原理:电子尽可能占据能量最低的轨道。

3、Hund规则:简并轨道(能级相同的轨道)只有被电子逐一自旋平行地占据后,才能容纳第二个电子。

简介

对于某元素原子的核外电子排布情况,先确定该原子的核外电子数(即原子序数、质子数、核电荷数)。如24号元素铬,其原子核外总共有24个电子。

然后根据泡利不相容原理,将这24个电子从能量最低的1s亚层,依次往能量较高的亚层上排布。只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层。每一个亚层上最多能够排布的电子数为:s亚层2个,p亚层6个,d亚层10个,f亚层14个。

spdf轨道排布规律如下:

1、最低能量原理

电子在原子核外排布时,要尽可能使电子的能量最低。怎样才能使电子的能量最低,比方说,我们站在地面上,不会觉得有什么危险;如果我们站在20层楼的顶上,再往下看时我们心理感到害怕。这是因为物体在越高处具有的势能越高,物体总有从高处往低处的一种趋势,就像自由落体一样。

我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中,物体要从地面到空中,必须要有外加力的作用.电子本身就是一种物质,也具有同样的性质,即它在一般情况下总想处于一种较为安全(或稳定)的一种状态(基态),也就是能量最低时的状态。

当有外加作用,电子也是可以吸收能量到能量较高的状态(激发态),但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说,离核较近的电子具有较低的能量,随着电子层数的增加,电子的能量越来越大;同一层中,各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的。

这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序:1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。

2、洪特规则

从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义:一是电子在原子核外排布时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行;洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层,当电子排布处于

全满(s2、p6、d10、f14)、半满(s1、p3、d5、f7)、全空(s0、p0、d0、f0)时比较稳定。

这类似于我们坐电梯的情况中,要么电梯是空的,要么电梯里都有一个人,要么电梯里都挤满了两个人,大家都觉得比较均等,谁也不抱怨谁,如果有的电梯里挤满了两个人,而有的电梯里只有一个人,或有的电梯里有一个人,而有的电梯里没有人,则必然有人产生抱怨情绪,我们称之为不稳定状态。

例如,第24号元素铬Cr,如果按照各能级填充规则,其核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d44s2 但是,依据洪特规则可知3d能级填充5个电子时较稳定,所以其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1

同理,第29号元素铜Cu的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1。

3、核外电子排布的方法

对于某元素原子的核外电子排布情况,先确定该原子的核外电子数(即原子序数、质子数、核电荷数),如24号元素铬,其原子核外总共有24个电子,然后将这24个电子从能量最低的1s亚层依次往能量较高的亚层上排布,只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层。

每一个亚层上最多能够排布的电子数为:s亚层2个,p亚层6个,d亚层10个,f亚层14个。最外层电子到底怎样排布,还要参考洪特规则,如24号元素铬的24个核外电子依次排列为

1s22s22p63s23p64s23d4

根据洪特规则,d亚层处于半充满时较为稳定,故其排布式应为:

1s22s22p63s23p64s13d5

最后,按照人们的习惯“每一个电子层不分隔开来”,改写成

1s22s22p63s23p63d54s1即可。


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