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为西南师大出版社写的书稿(修改稿)2000年4月吴国庆
共计63页总共约8万1千字
第一章化学原理
物质结构
原子结构
知识概要
核外电子的运动状态
原子由原子核与绕核高速运动的核外电子构成。中性原子的核外电子数等于核电荷数
数)。核外电子的运动状态描述包括空
态和自旋状态两个方面:核外电子
的空间运动状态则通过能层、能级和轨道3个不同层次的概念来描述
能层
核夕
先可按能量高低划分成能层
外)依次
L、M
P、Q等字母标记;外层电子的能量高于内层,因为从低能层激发
层
原
核的静电引力,要提供能量(如吸收光子)。对于氢原子,处于第一能层(K)时,电子的能
为
子伏特,处于第二能层(
的能量为
伏特,处
层
的能量为
伏特,等等,完全脱离原子核吸引的电子的能量计为零
(若飞离,其动能为其他来源
(2)能级
也叫亚层
符号为2s和2p;M层
有3个能级,分别为3s,3p,3d:N层有4个能级
纳:能层中的
能级数等于能层序数。处
等不同能级的
电子云形状不
是
核外各点出现的几率分布的形象化
子出现几率大的
几率密度大,好凵
雾浓
所以,整
云图象就是电子在原子核外最经常出现的空间(通常取总几率
)。所有s电子云都呈球形。所有p电子
p,5p…)都呈哑铃形(或
双纺锤形
原子核。d电
5d…)多数呈如花瓣
原子核为
4个纺锤形
)形状更为复
能层
能
级
云依次越来越松散
对于氢原
于同一能层不同能级
的
相
对于多电子
子间相互
能层
子能量院
的顺序依次递增
(3)轨道
层一定能级上的一定空间取
轨道,又叫轨
道;无论2p、3p
都各有3个轨道
在分别以直角坐标为轴呈双纺锤形,纺
分别相应
为原子核(坐标原点);nd能级均有5个轨道
轴在
接
核
形状稍不
形与xy平面上的手镯状环组成,图形的中心为原子核
轨
道;形状比
复
很少应用,不再赘述
8883当
为西南师大出版社写的书稿(修改稿)2000年4月吴国庆
共计63页总共约8万1千字
有一定能层
能级和一定轨道的核外
称为电子的空间运动状态,如
为第3能层p能级x轴上的轨道
能空间运动状态数如下(用口表示一个轨道)
状态数
第二能层(L)
运动状态数
能层的空间运动状态数
状态数
第六能层
核外电子的可能空间运动状态数
总之,核外电子空间运动状态总数
(4)核外电子的自旋状态
核外
动状态外还有一定自旋状态
的自旋可比拟成地球
绕轴自
顺时针方向和逆时针方向两种状态,常用向上和向下的箭头(↑和
区别。基态(最低能量状态的)原子
空间运动状态的电子自旋状态必相
或者说,在一个轨道里最多只能容纳2个电子,它们的自旋方向相反。这一规律被称为洪
特规则
核外
能运动状态的总数=核
的可能空间运动状态数
2构造原理与元素的基态电子组态
随核电荷数递增,各元素的基态原
逐一填入其
运动状态,这种规律叫做构造原理
构造原
论
纳了大多数
原子核外
的排布(也叫电子构型或基态原子电子组
态),解释了核外电子的行为,如可能得失
的电子数,即化
或氧化数),等等
对构造原理有多种理论解释,如屏蔽效
钻穿效应等等,初学者应首先学会根据
构造原理
原理得
态,以暂不细究其解释注:图中每个圆圈表示一个能
为宜,因离开
性解释极易
起逻辑混乱,而定量计算又非初学者所能及

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