电子排布式的排布规则是什么?
处于稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则,一般而言,在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布情况,在中学阶段要求的前36号元素里,没有例外的情况发生。
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呢?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。当有外加作用时,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、4s、3d、4p……
2.保里不相容原理
我们已经知道,一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述,即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在,这就是保里不相容原理所告诉大家的。根据这个规则,如果两个电子处于同一轨道,那么,这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说,每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。这一点好像我们坐电梯,每个人相当于一个电子,每一个电梯相当于一个轨道,假设电梯足够小,每一个电梯最多只能同时供两个人乘坐,而且乘坐时必须一个人头朝上,另一个人倒立着(为了充分利用空间)。根据保里不相容原理,我们得知:s亚层只有1个轨道,可以容纳两个自旋相反的电子;p亚层有3个轨道,总共可以容纳6个电子;f亚层有5个轨道,总共可以容纳10个电子。我们还得知:第一电子层(K层)中只有1s亚层,最多容纳两个电子;第二电子层(L层)中包括2s和2p两个亚层,总共可以容纳8个电子;第3电子层(M层)中包括3s、3p、3d三个亚层,总共可以容纳18个电子……第n层总共可以容纳2n2个电子。
3.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。
二、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。
三、核外电子排布在中学化学中的应用
1.原子的核外电子排布与轨道表示式、原子结构示意图的关系:原子的核外电子排布式与轨道表示式描述的内容是完全相同的,相对而言,轨道表示式要更加详细一些,它既能明确表示出原子的核外电子排布在哪些电子层、电子亚层上, 还能表示出这些电子是处于自旋相同还是自旋相反的状态,而核外电子排布式不具备后一项功能。原子结构示意图中可以看出电子在原子核外分层排布的情况,但它并没有指明电子分布在哪些亚层上,也没有指明每个电子的自旋情况,其优点在于可以直接看出原子的核电荷数(或核外电子总数)。
2.原子的核外电子排布与元素周期律的关系
在原子里,原子核位于整个原子的中心,电子在核外绕核作高速运动,因为电子在离核不同的区域中运动,我们可以看作电子是在核外分层排布的。按核外电子排布的3条原则将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围,发现核外电子排布遵守下列规律:原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上(离核较近);若电子层数是n,这层的电子数目最多是2n2个;无论是第几层,如果作为最外电子层时,那么这层的电子数不能超过8个,如果作为倒数第二层(次外层),那么这层的电子数便不能超过18个。这一结果决定了元素原子核外电子排布的周期性变化规律,按最外层电子排布相同进行归类,将周期表中同一列的元素划分为一族;按核外电子排布的周期性变化来进行划分周期
如第一周期中含有的元素种类数为2,是由1s1~2决定的
第二周期中含有的元素种类数为8,是由2s1~22p0~6决定的
第三周期中含有的元素种类数为8,是由3s1~23p0~6决定的
第四周期中元素的种类数为18,是由4s1~23d0~104p0~6决定的。
由此可见,元素原子核外电子排布的规律是元素周期表划分的主要依据,是元素性质周期性变化的根本所在。对于同族元素而言,从上至下,随着电子层数增加,原子半径越来越大,原子核对最外层电子的吸引力越来越小,最外层电子越来越容易失去,即金属性越来越强;对于同周期元素而言,随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的吸引力越来越强,使原子半径逐渐减小,金属性越来越差,非金属性越来越强。
洪特规则之一
洪特规则是在等价轨道(指相同电子层、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。后来经量子力学证明,电子这样排布可能使能量最低,所以洪特规则也可以包括在能量最低原理中。
洪特规则之二
洪特规则 又称等价轨道规则。在同一个电子亚层中排布的电子,总是尽先占据不同的轨道,且自旋方向相同。如氮原子中的3个p电子分布于3个p轨道上并取向相同的自旋方向。p轨道上有3个电子、d轨道上有5个电子、f轨道上有7个电子时,都是半充满的稳定结构。另外量子力学的研究表明;等价轨道全空(p0、d0、f0)和全满时(p6、d10、f14)的结构,也具有较低能量和较大的稳定性。像铁离子Fe3+(3d5)和亚铁离子Fe2+(3d6)对比看,从3d6→3d5才稳定,这和亚铁离子不稳定易被氧化的事实相符合。根据洪特规则铬的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1。
原子外层电子排布规律
书写规则和元素的性质 一、核外电子排布式的书写规则 1、必须按照由里到外的顺序依次写出各轨道中的电子数目,即能量最低的电子可在离核更近的区域找到。2、在同一个原子中,若有运动状态完全相同的电子,它们也处于同一个轨道中。3、在书写多电子原子系统的核外电子排布时,不能仅用个别电子的状态...
原子核外电子的排布规律有哪些?
核外电子排布图处于稳定状态(基态)的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守最低能量原理,泡利不相容原理和洪特规则。外围电子排布式是指将过渡元素原子的电子排布式中符合稀有气体的原子的电子排布的部分(原子实)或主族、0族元素的内层电子排布...
如何理解核外电子排布式的规则和运用?
核外电子排布式的规则来源于量子力学中的原子结构理论,特别是量子数和泡利不相容原理。根据填充原理,电子首先填充低能级,每个能级上的电子数量遵循配对规则和能级填充的最大容量。②知识点运用:核外电子排布式可以用于确定原子的化学性质和元素的周期表位置。了解元素的电子排布式可以帮助我们预测化学反应、...
电子层排布公式
根据原子轨道能级的相对高低,可划分为若干个电子层,同一电子层又可以划分为若干个电子亚层。电子层排布公式为np>(n-1)d>(n-2)f>ns。电子层排布公式 E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s<E3d<E4p<E5s<E4d<E5p<E6s<E4f<E5d;规则E:np>(n-1)d>(n-2)f>ns根据这个排电子所在的...
基态原子的电子排布式怎么写
这意味着在同一个轨道上,不能有两个自旋方向相同的电子。2、遵循洪特规则:在能量相同的轨道上,电子分占不同的轨道,并且自旋方向相同。这有助于降低原子的总能量。3、遵循能量最低原理:电子优先占据能量较低的轨道。在构建电子排布式时,应从能量最低的轨道开始填充电子,然后依次填充能量较高的...
分子轨道电子排布式是什么?
遵循洪特规则,最低能量原理,1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p65s等,第3个对,电子最分散,能量最低,有3个电子np的xyz上各一个,半满原理。npxyz的3个轨道先排一个达到半满结构,此时原子的电子能量最低,体系最稳定,如有第4个电子得话则继续排在npx,y,z的任意一个。举例:p层有1个。npx1,...
在含有多个电子的原子里,电子是怎么排布在核外的呢
通过电子排布式书写规则,即可从中悟出。电子排布式书写规则:① 用1、2、3、4、5、6、7 代表电子层数;② 用s、p、d、f 代表电子亚层;电子亚层后面的数字为亚层中的电子数。③ s、p、d、f 每个亚层的轨道数分别为:1、3、5、7,每个轨道最多容纳2个电子;s、p、d、f 每个亚层最多...
钛的电子排布式是什么?
二、电子填充规则 根据泡利不相容原理,每个原子轨道最多只能填充两个电子。在填充时,电子会优先填充能量较低的轨道,直到这些轨道被填满后,才会继续填充能量较高的轨道。在钛的原子中,首先填充的是能量较低的1s轨道,然后是2s轨道,接着是2p轨道,以此类推。三、电子排布式 电子排布式的表示方法通常...
在含有多个电子的原子里,电子是分层排布的
通过电子排布式书写规则,即可从中悟出。电子排布式书写规则:① 用1、2、3、4、5、6、7 代表电子层数;② 用s、p、d、f 代表电子亚层;电子亚层后面的数字为亚层中的电子数。③ s、p、d、f 每个亚层的轨道数分别为:1、3、5、7,每个轨道最多容纳2个电子;s、p、d、f 每个亚层最多...
基态原子电子排布式是什么?
基态原子电子排布式表示原子核外电子排布的图式之一。比如Cr的基态原子排布式[Ar]3d5、4s1。首先要背会前36号元素,其次要记住s轨道占2个电子,p轨道占6个电子,d轨道占10个电子,然后记住电子排布规律,及1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d这里要说明的是,要先排4s的再排3d的,再说离子的电子排布式...
广衫富马: 排布的规则 电子的排布遵循以下三个规则: 能量最低原理整个体系的能量越低越好.一般来说,新填入的电子都是填在能量最低的空轨道上的. Hund规则电子尽可能的占据不同轨道,自旋方向相同. Pauli不相容原理在同一体系中,没有两个...
铁锋区15748109298: 电子的排布需要遵循哪些规则 - ?
广衫富马:[答案] ①构造原理 ②能量最低原理 ③泡利原理 ④洪特规则 ⑤洪特规则特例 【风雨清华路】为你解答
铁锋区15748109298: 电子的排布需要遵循哪些规则 - ?
广衫富马: ①构造原理 ②能量最低原理 ③泡利原理 ④洪特规则 ⑤洪特规则特例【风雨清华路】为你解答 谢谢采纳~~
铁锋区15748109298: 化学电子排布是怎么排的?有什么规律?请举例说明怎样书写电子排布式用↑↓表示的是什么?怎么去表示呢? - ?
广衫富马:[答案] 电子层一共有7层,分别为K,L,M,N,O,P,Q层. 电子层一般总是尽先排布在能量低的电子层里,即最先排布K层,当K层排满后,再排布L层. 规律:元素名称 元素符号 个电子层电子数 氦 He 2 氖 Ne 2 8 氩 Ar 2 8 8 氪 Kr 2 8 18 8 氙 Xe 2 8 18 18 8 氡 Rn ...
铁锋区15748109298: 化学电子层排布规律是什么 - ?
广衫富马:[答案] 一、原子核外电子排布的原理 处于稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则,一般而言,在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布...
铁锋区15748109298: 化学电子排布公式是什么? - ?
广衫富马: 有七个电子层,分别用1、2、3、4、5、6、7等数字表示K、L、M、N、O、P、Q等电子层,用s、p、d、f等符号分别表示各电子亚层,并在这些符号右上角用数字表示各亚层上电子的数目.
铁锋区15748109298: 化学电子排布是怎么排的 - ?
广衫富马: 电子排布,即电子组态,也即电子构型,是指电子在原子、分子或其他物理结构中的每一层电子层上的排序及排列形态.正如其他基本粒子,电子遵从量子物理学,而不是一般的经典物理学;电子也因此有波粒二象性.而且,根据量子物理学中...
铁锋区15748109298: 化学电子排布图的规律是什么?怎样才是最稳定的状态? - ?
广衫富马:[答案] 电子排布图是根据能量最低的原则,具体讲就是洪特法则和泡利不相容原理,洪特是原子电子亚层处于全空,半空和全满的状态最稳定,比方铜的价层电子排布是3d10 4s1而不是3d9 4s2, 泡利是spdfg亚层各有1 ,3,5,7,9个轨道,每个轨道最多容纳2...
铁锋区15748109298: 元素原子的电子排布式是如何排的 ?
广衫富马: 元素原子的电子排布式有七个电子层,分别用1、2、3、4、5、6、7等数字表示K、L、M、N、O、P、Q等电子层,用s、p、d、f等符号分别表示各电子亚层,并在这些符号右上角用数字表示各亚层上电子的数目.电子排布式是指用能级的符号及能级中容纳电子数值表达核外电子运动的状态.稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布.
铁锋区15748109298: 分子轨道电子排布式规律是什么? - ?
广衫富马: 和原子轨道的电子排布差不多,都是从能量较低的轨道排起.分子轨道是由确定的,原子轨道经过线性组合得到分子轨道. 希望对你有所帮助! 不懂请追问! 望采纳!