洪特规则和泡利原理是什么?

洪特规则和泡利原理是什么?,第1张

泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。

洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。

相关介绍:

在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。

例如碳原子核外有6个电子,按能量最低原理和泡利不相容原理,首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中。

另外2个电子填入第二层的2s轨道中,剩余2个电子排布在2个不同的2p轨道上,具有相同的自旋方向,而不是两个电子集中在一个p轨道,自旋方向相反。作为洪特规则的补充,能量相等的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定。

泡利不相容原理(Pauli’s

exclusion

principle)

1定义:指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理

[1]

。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n²个。

核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则.能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下,核外电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,也就是尽可能使体系能量最低.洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同.后来量子力学证明,电子这样排布可使能量最低,所以洪特规则可以包括在能量最低原理中,作为能量最低原理的一个补充.

自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l

、ml

、ms

。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。

最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。

一个由个费米子组成的量子系统波函数完全反对称:

和是第个费米子的位置和自旋,是置换算符,其作用是对换两个粒子:

1.泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。

2.泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。

3.又称泡利原理、不相容原理引。

4.洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。

5.洪特规则:当电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子能量最低。

6.如基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3,其中2p轨道上是px1py1pz1,而不会是px2py1pz0等。


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