关于核外电子排在的两点讨论

原子处于基态时,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,即所谓构成三原理。作为洪特规则的特例,能量相同的简并轨道电子全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的状态。     

试从能量最低原理解释核外电子排布中的“异常”现象

在原子核外电子排布教学中,经常发现学生虽然学过核外电子排布三原则,即保里(Pauli)不相容原理、能量最低原理和洪特(Hund)规则,但往往不容易解释周期表中约19个元素违反(n+0.7l)经验公式(当然,这仅仅是相当近似的经验规则)所确定的能级次序而排布电子的现象(详见下表)。     

原子轨道能级高低次序的“三角形”记法

在讲授原子核外的电子排布时,都把三大规律（保里不相容原理、能量最低原理和洪特规则）作为核外电子排布的依据,把周期表中各元素原子轨道能级高低次序作为核外电子排布的基础。初学之人,每学到此处,常感到十分地不便,对原子轨道能级高低次序很难掌握,只好强记硬背。如果我们将原子轨道能级高低次序排列成一个“三角形”采用本文中所说的“三角形”记法,实践证明效果很好。     

为什么钯的核外电子第五能级为零?

《化学通报》编辑部:现对龚伯河同学来信提出的问题,简复如下:核外电子排布的规律有以下三条:一、保里原理——在同一原子中,最多只能有两个电子处在同一轨道上,并且这两个电子的自旋方向相反。二、能量最低原理——电子的排布,在不违背保里原理的条件下,将尽可能地使体系的能量为最低。三、洪特规律——在等价轨道上排布的电子将尽可能分占在不同的轨道上,且自旋方向相同。等价轨道是指在一个原子中间同一亚层所包括的各轨道,如     

电子云分布的球形对称性对核外电子构型的影响

原子核外电子排布,通常可按Pauli原理、能量最低原理、Hund规则以及n+0.7l经验规则所得能级顺序依次填充。但在周期表中,可以看到从第四周期开始出现了许多“不规则”排布。此外,从本文计算结果也可看出,许多原子的实际电子构型,并非总能量最低。实际上,原子作为一个微观体系,核的尺度与原子体系相比,完全可忽略,其核电荷产生的势场可近似为球形对称。若核外与之平衡的电荷分布球形对称性越高,整个体系的势场对称性     

徐光宪原子核外电子排布近似规律及其应用

徐光宪根据光谱实验数据对基态多电子原子轨道的能级高低提出了一种理论依据,即中性基态多电子原子核外电子排布近似规律n+0.7l公式和离子基态多电子原子核外电子排布近似规律n+0.4l公式。该规律以数学表达式给出,便于推导,较好地解决了难于正确书写原子核外电子构型的问题。对这2个公式的探讨和运用,一方面有利于加深对核外电子组态构造原理的认识,另一方面有助于对我国科学家研究成果的传承。     

关于“原子核外电子排布”的几点建议

“核外电子的排布规律”是中学化学原子结构的重点内容,也是元素周期律的基础。因此,讲好“原子核外电子排布”这一节内容是至关重要的。     

构造原理演示器

在高中化学教材《物质结构与性质》(人教版选修3)中,需要给学生讲解原子的结构,其中原子核外电子的排布顺序是非常难以掌握的一个知识点,教材只给出了构造原理图像,但是不直观,对好多学生而言,难以理解。如何直观、简单明了地让学生掌握该知识点,现行教材仪器和资料中没有提及,也没有相关的教具。在长期的教学实践中,笔者对构造     

分子轨道理论的奠基人之一:弗里德里希·洪特

量子化学目前已发展成为一门成熟的学科。德国理论物理学家弗里德里希·洪特(1896—1997)对原子和分子电子结构的研究为量子化学的建立和发展奠定了基础,被称为分子轨道理论的奠基人之一。洪特因发现洪特规则和建立分子轨道理论被化学界熟知,本文介绍了弗里德里希·洪特的生平,并对洪特发现洪特规则和建立分子轨道理论的过程进行了详细论述。     

关于能量最低原理的误读——论“凭什么相信计算”之二

不要把能量最低原理与核外电子填充规则混为一谈,后者仅仅是能量最低原理众多应用中的一例。体系"能量越低越稳定"的说法错在忘了它成立的前提:熵固定。Gibbs的说法才是能量最低原理的完整表述,它等价于Clausius的最大熵原理,两者各自有其成立的前提条件。由Gibbs能量最低原理可以导出核外电子的填充规则。宏观和微观世界只有一个能量最低原理。     

在线原子和离子微观结构演示程序的开发

以MATLAB为开发平台,结合数据库技术,以GUI方法编写了一种基于网络的原子和离子微观结构演示程序,能绘制化学周期表1~105号原子和离子的核外电子排布和轨道能级示意图,及依据Slater规则计算屏蔽常数、有效核电荷。该程序通过MATLAB Web Server实现网络功能,便于使用和交流。     

洪特小传

洪特规则在我国化学界家喻户晓,而洪特生平却鲜为人知。其实洪特仍健在,他如今已是百岁老人了。洪特（Friedrich Hund、1896——）为德国理论物理学家,1896年2月4日生于德国莱茵河下游卡尔斯鲁厄,这是一座风景秀丽的历史名城。     

分子轨道理论的奠基人--弗里德里希?洪特

量子化学目前已发展成为一门成熟的学科。德国理论物理学家弗里德里希·洪特(1896—1997)对原子和分子电子结构的研究为量子化学的建立和发展奠定了基础,被称为分子轨道理论的奠基人之一。洪特因发现洪特规则和建立分子轨道理论被化学界熟知,本文介绍了弗里德里希·洪特的生平,并对洪特发现洪特规则和建立分子轨道理论的过程进行了详细论述。     

高中化学原子核外电子排布教学模型设计及应用

为加深学生对原子核外电子排布规律的理解，帮助他们快速掌握核外电子排布的书写，设计了2种教学模型：“台阶模型”和“台阶房子模型”。向学生介绍了这2种模型，并用试题和访谈了解他们的学习效果，结果良好。这2个教学模型可供中学化学教师在教学中参考和使用。     

现代元素周期律的化学微观视角探析*

由门捷列夫元素周期表到现代元素周期律的发展,将人们的关注点从元素化学性质相似性的宏观考量转移到原子电子组态周期性递变的微观探析上来。对原子核外电子排布“构造原理”的产生、发展及其作用展开讨论,尝试对元素周期律的微观本质进行探析。     

原子“构造”中“异常”现象的定量解释

对原子“构造”中出现的“异常”现象,到目前为止主要有三种解释。一是用洪特规则解释Cr、Cu 等原子价电子组态半满和全满状态的提前出现,问题是洪特规则的本意不适宜讨论两种不同电子组态的能量。二是用屏蔽效应     

第一过渡系金属电子排布规律的讨论

针对大学课程中有关原子核外电子排布教学过程中存在的问题,解释第一过渡系金属核外电子填充时优先填充能级较高的4s轨道,以及失电子时却保留了后填充的3d轨道上电子的原因,并在此基础上提出了相应的教学建议。     

计算机辅助物质结构教学——推求原子的各种电子组态的光谱项

在单电子近似下,对核外一个电子的运动状态可用四个量子数来描述。众所周知电子在核外的排布服从保里原理、能量最低原理和洪特规则。这种电子排布说明了原子中单个电子的状态,但还不足以说明整体的原子状态。对于原子状态我们可以用原子光谱项来描述。因此要研究原子的整体状态,首先必须求得原子的谱项。但是经验告诉我们,推求多电子原子的各种电子组态的光谱项是一项相当烦琐的工作。虽然用群的不可约表示方法可求得组态(ns)~N、(np)~N、(nd)~N和(nf)~N的光谱项,但求非等价电子的各种组态的光谱项仍然是一件烦琐的事。并且对于含有g电子的各种组态的光谱项也不易求得。鉴于这一原因,并且为了配合结构化学课程的教学和学习,我们用FORTRAN语言编制了推求多电子原子的各种电子组态的光谱项程序。     

高压下的原子和分子行为

近些年,高压化学的研究取得了非常多的成果。本文从基础化学原理出发,讨论高压对原子轨道能量和化学键的影响。高压下,原子轨道能量会发生改变,从而导致核外电子在轨道间的重新排布,影响到元素的化学性质。于分子而言,高压下分子晶体会发生相变,不饱和化合物会发生自聚,饱和化合物则有可能金属化。     

穆斯堡尔谱在化学上的应用

穆斯堡尔谱学技术是固体化学的重要研究方法之一。穆斯堡尔参数能提供化学键和结构性质方面十分有价值的信息:化学位移数据反映核外电子排布的情况,可用于氧化态、自旋态和化学键的研究;四极分裂值反映电场梯度及