【分子结构】原子结构总结——2015年9月12日
原子是由原子核和核外电子组成的,并且电子在核外分层排列
核外电子出现在某一空间的频率不一样,根据频率的高低抽象出了原子轨道
【维基百科资料-原子轨道】 现今普遍公认的原子结构是波耳氢原子模型:电子像行星,绕着原子核(太阳)运行。然而,电子不能被视为形状固定的固体粒子,原子轨道也不像行星的椭圆形轨道。更精确的比喻应是,大范围且形状特殊的“大气”(电子),分布于极小的星球(原子核)四周。只有原子中存在唯一电子时,原子轨道才能精准符合“大气”的形状。当原子中有越来越多电子时,电子越倾向均匀分布在原子核四周的空间体积中,因此“电子云”越倾向分布在特定球形区域内(区域内电子出现概率较高)。 在原子物理学的运算中,复杂的电子函数常被简化成较容易的原子轨道函数组合。虽然多电子原子的电子并不能以“一或二个电子之原子轨道”的理想图像解释,它的波函数仍可以分解成原子轨道函数组合,以原子轨道理论进行分析;就像在某种意义上,由多电子原子组成的电子云在一定程度上仍是以原子轨道“构成”,每个原子轨道内只含一或二个电子。 薛定谔方程式才解释了原子中的电子波动,定下关于新概念“轨道”的函数 |
电子层叫做能层,在能层中分能级,能级就是这样的原子轨道。轨道分为s,p,d,f等等,每个轨道可以容纳两个电子,下图是这些轨道的形状。
由图,s轨道是球形的,它可以容纳2个电子;p轨道是哑铃型的,并且有3个方向,所以一共可以容纳6个电子;而d轨道有5个方向,可以容纳10个电子。
并且,每多一层,就多出来一个类型的轨道。(第一层只有s,第二层有了s,p,第三层s,p,d等等)
所以总结起来就是,第n个能层可以最多容纳个电子,但有时候它没有排满就会进入下一个能层,从而保证能量最低。
在针对原子结构的学习中,有3个主要的原理需要学习:
【能量最低原理】
电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态。
在原子轨道能量中,离原子核越近,吸引力越大,能量也就最低。
于是乎,就要符合构造原理(随核电荷数递增,大多数元素的电中性基态原子的电子按顺序填入核外电子运动轨道,如图)
【泡利原理】
处于同一原子轨道的两个电子必定拥有相反的自旋方向
【洪特规则】
电子排布在同一能级不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同。
(轨道被电子半充满或全充满时,能量最低)
基态原子是指在上述原理下构建出来的原子模型,而对于一些原子,他的电子得到能量后发生越迁,变为激发态原子。(这一过程与光有关系0 0,吸收光谱,发射光谱等等)
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这个是今天总结的
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