关于结构化学的电子排布我们在学结构化学的电子排布.参考书上有这么一句话:离核越近的电子,电子能量越小.那么3d与4S相比,谁能量大?谁近?(应当是3d近,但是3D能量大).是否矛盾?另外铌元素

关于结构化学的电子排布我们在学结构化学的电子排布.参考书上有这么一句话:离核越近的电子,电子能量越小.那么3d与4S相比,谁能量大?谁近?(应当是3d近,但是3D能量大).是否矛盾?另外铌元素
关于结构化学的电子排布
我们在学结构化学的电子排布.参考书上有这么一句话:离核越近的电子,电子能量越小.那么3d与4S相比,谁能量大?谁近?(应当是3d近,但是3D能量大).是否矛盾?另外铌元素的电子分布 似乎不稳定(半 全 空 比较稳定)而它是4D4 5S1 如果是4D5 5S0 那不是更稳定吗

关于结构化学的电子排布我们在学结构化学的电子排布.参考书上有这么一句话:离核越近的电子,电子能量越小.那么3d与4S相比,谁能量大?谁近?(应当是3d近,但是3D能量大).是否矛盾?另外铌元素
由能级交错可判断.电子进入轨道的顺序是1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 .铌元素41号1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d3,然后发生杂化,你可以想象成有一个电子在5s亚层不愿意放弃自己的“地盘”,所以变成4d4 5s1
跟你补充一点资料
〖第4讲〗原子结构、核外电子运动状态、电离能和电负性.
原子结构.核外电子运动状态,用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）,核外电子排布.电离能和电负性. 原子结构理论的发展简史 古代希腊的原子理论 该理论产生公元前 400 年,希腊哲学家德模克利特( Democritus ), 提出万物由原子产生的思想. 道尔顿( J. Dolton )的原子理论 19 世纪初,英国中学教师 J. Dolton 创立了原子学说,基本观点包括： ①一切物质都是由不可见的,不可再分的原子组成,原子不能自生自灭 ②同种类的原子具有相同的性质,不同的原子性质不同； ③每一种物质都由特定的原子组成. 原子学说成为 19 世纪初化学理论的基础,推动了 19 世纪化学的迅速发展. 卢瑟福( E.Rutherford )的行星式原子模型 1911 年,英国物理学家 E.Rutherford 的 α 粒子散射实验,证实了原子中带正电的原子核只是一个体积极小,质量大的核,核外电子受原子核的作用而在核外围空间运动,就像太阳系中的行星绕太阳旋转一样,称为行星式原子模型.
作者： 讲师甲 2006-9-14 22:23 回复此发言
2 回复：〖第4讲〗原子结构、核外电子运动状态、电离能和电负性.
玻尔（ N.Bohr ）原子结构理论 波尔理论的要点： 1. 核外电子运动的轨道角动量（ L ）是量子化的,它在数值上是h/2Pi 的整数倍 2. 电子在一定轨道上运动的电子的能量也是量子化的,总能量 3. 原子在正常或稳定状态时,电子尽可能处于能量最低的状态 , 即基态（ ground state ）. 当原子获得外界提供能量时,电子将会跃迁到能量较高的轨道上,处于激发态的电子从一个能级跳到另一能级时,要吸收或放出能量,其能量取决于跃迁前后两轨道的能量差； 电子云模型
作者： 讲师甲 2006-9-14 22:31 回复此发言
3 四个量子数 ( n 、 l 、 m 、 ms ) 描述原子核外电子运动状态
四个量子数 ( n 、 l 、 m 、 ms ) 描述原子核外电子运动状态 1. 主量子数 n n = 1, 2, 3, 4… 正整数,它决定电子离核的平均距离 、能级和电子层.在单电子原子中, n 决定电子的能量,在多电子原子中 n 与 l 一起决定电子的能量： n 确定电子层（ n 相同的电子属同一电子层）： n 1 2 3 4 5 6 7 电子层 K L M N O P Q 2. 角量子数 l l 的取值是受主量子数的限制的,对每个 n 值： l = 0, 1, 2, 3… n - 1 ,共 n 个值； l 能够确定原子轨道和电子云在空间的角度分布情况（形状）； 原子轨道的形状取决于 l ； 在多电子原子中, n 与 l 一起决定的电子的能量；对于单电子体系,电子的能量只与主量子数有关. l 表示的 电子亚层,即 l 取值对应电子亚层. l 0 1 2 3 4 电子亚层：s p d f g
作者： 讲师甲 2006-9-16 19:31 回复此发言
4 回复：〖第4讲〗原子结构、核外电子运动状态、电离能和电负性.
例如： n = 4, 角量子数 l 可取： 0 , 1 , 2 , 3 n = 4 时, l = 0 : 表示轨道为第四层的 4 s 轨道, 形状为球形 l = 1 : 表示轨道为第四层的 4 p 轨道, 形状为哑铃形 l = 2 : 表示轨道为第四层的 4 d 轨道, 形状为花瓣形 l = 3 : 表示轨道为第四层的 4 f 轨道, 形状复杂
作者： 讲师甲 2006-9-16 19:32 回复此发言
5 回复：〖第4讲〗原子结构、核外电子运动状态、电离能和电负性.
. 磁量子数 m m 的取值是 l 值的限制的 , m = 0, ± 1, ± 2…… ± l （ 共 2 l + 1 个值）. m 的不同不影响电子的能量,只影响轨道在空间的伸展方向. m 值决定波函数 ( 原子轨道 ) 或电子云在空间的伸展方向：由于 m 可取（ 2 l +1 ）个值,所以相应于一个 l 值的电子亚层共有（2l +1）个取向,例如 p 轨道, l = 1 , m = 0 ,± 1, 则 p 轨道共有 3 种取向. 4. 自旋量子数 ms ms = ±1/2 , 表示同一轨道中电子的二种自旋状态. ms当一个轨道中 存在二个电子时 根据四个量子数的取值规则,则每一电子层中可 容纳的电子总数为 2n2 .
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.
3．元素原子的核外电子排布与元素的化学性质
元素的化学性质直接决定于该元素原子的核外电子排布情况,如碱金属元素的最外层电子结构可表示为ns1,说明碱金属元素一般容易失去最外层的1个电子（价电子）,变成正一价的阳离子,从而形成惰性气体的稳定结构（此性质即强还原性）；而卤素的最外层电子结构可表示为ns2np5,说明卤素在一般情况下很容易得到1个电子,变成负1价的阴离子,从而形成惰性气体的稳定结构（此性质即强氧化性）,当然,它们也可以失去最外层的价电子而呈现出+1、+3、+5、+7等价态.对于同一族元素而言,随着电子层数的增加,金属性越来越强,非金属性越来越弱,这也取决于元素原子的核外电子排布情况.有了这些理论知识作指导（如下式所示）,我们可以理解和推测元素的化学性质及其变化规律,从而大大减轻我们的记忆量.