原子轨道能级与核外电子排布

原子结构理论是现代化学的基础理论之一。但仍有许多问题,诸如:原子轨道和轨道能的概念、轨道能级高低次序、轨道的“填实”顺序和电离顺序、原子基态时核外电子排布及其与元素周期系的关系等,在化学教学中是经常遇到的。     

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。     

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)。     

原子轨道能级与原子序数的关系

在无机化学和结构化学的教学中,当讲授核外电子排布的问题时,常采用L.Pauling提出的原子轨道近似能级图(图1)。这个图简单明确,便于掌握,易于教学。     

关于洪特规则

在确定原子的基态能级及核外电子排布时,洪特规则是很有用的。有些教材将能量最低原理,保里不相容原理及洪特规则列为决定核外电子排布的三个基本原理。但是,也有些教材则明确指出:洪     

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。     

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     

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。     

中性原子的轨道能量

在化学教学中,当讨论到原子的核外电子排布时,我们需要知道1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,…直至7s等原子轨道的能量随原子序数z变化的情况。Cotton和     

关于原子轨道能级序列的几点讨论

讨论了原子轨道的能级序列与原子构造的基本原理。并依据原子构造的基本原理及有关实验事实解释了“原子轨道能级序列图”。     

S-P混杂与双原子分子的结构

在常见的同核双原子分子中,F_2,O_2分子轨道能级高低的顺序和N_2,C_2,B_2者不同,这是由于s-p混杂引起的。在结构化学教学中,怎样说明s-p混杂的含义?怎样从分子轨道图形上进行理解?s-p混杂与sp杂化有何差别?s-p混杂对轨道性质有何影响?N_2和O_2的MO能级高低次序不同,NO的能级次序和哪个相似?本文拟简单地说明这些问题。 s-p混杂是指2s和2px原子轨道能量相近时,由它们组成的对称性相同的分子轨道能     

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。     

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。     

物质结构知识复习导引

初中化学所涉及的物质结构知识,集中在《氢、核外电子排布》一章中,它主要包括原子结构知识和分子形成两部分。在复习时,要着重掌握以下四个“三”。     

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。     

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。     

原子光谱项的推求方法

原子光谱项是原子光谱和原子结构的研究课题之一,在教学和科研中均占有一定的地位,尤其在教学中是一大难点。本文仅对原子光谱项的推求方法予以介绍,并进行讨论。原子中单个电子的运动状态(原子轨道)可用量子数 n,l,m_l 和 M_s 来描述,其能量由 n 和l 来确定。核外电子按 Pauli 原理、能量最低     

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     

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。     

谈初中化学第二章关于“分子形成”的教学

人们对物质是从两个角度去认识的。一是宏观的角度;二是微观的角度。初中化学第一章第五节“原子”以及第二章第四—七节“核外电子排布”“离子化合物和共价化合物”等内容就是为了使学生对物质的组成有一个初步的微观认识。这里首先是原子如何形成分子。