原子结构

形状的s, p和d轨道

边界面图的常数probabilty密度不同的轨道的给一个相当好的表示形状的轨道。在此表示,边界表面在空间轨道上的值概率密度是常数。对于一个给定的轨道,只是边界表面diargam常数的概率密度是被很好的表示形状的轨道包含一个地区或卷中,找到电子的概率非常高,说,90%。

1和2 s轨道是球形的形状。在现实中所有的s轨道是球对称的。这意味着找到电子的概率等于在给定的距离在所有的方向。它也观察到s轨道的大小n的增加而增加。因此,4 s > 3 > 2 > 1年代。

p轨道的形状类似于一个哑铃。2 p轨道的边界面图显示每个p轨道由两个部分叫做叶。这些叶两侧穿过原子核的飞机。飞机上的概率密度函数为零,两叶相互接触。的大小、形状和三个轨道的能量是一样的。但是他们不同取向的叶。随着叶可能被认为躺在x, y和z轴,他们是由2 p表示_x,2 p_y和2 p_z。

d轨道的形状是p轨道的比这更复杂。4 d轨道看起来像两个哑铃互相垂直相交的中点。第五d轨道看起来就像一个甜甜圈周围的一个哑铃。

五个d轨道指定为d_xyd_yzd_xzd_x²y²和d_z²。前4 d轨道的形状相似但第五的形状是不同的。

“构造”这个词在德国意味着“建立”。根据构造原理:原子的基态,轨道都是为了增加能量。

给定轨道的能量取决于有效核电荷和不同类型的轨道在不同程度上受到影响。因此,没有单点能量的轨道将普遍正确的所有原子。然而,以下订单的轨道的能量是非常有用的:

1 s, 2 s, 2 p, 3 s, 3 p, 4 s, 3 d、4 p, 5 s, 4 d, 5 p, 4 f, 5 d, 6 p, 7 s…

根据这一原则:没有两个原子中的电子可以有相同的一组四个量子数。泡利不相容原理也可以表示:“只有两个电子可能存在在同一轨道,这些电子自旋相反。”

这意味着两个电子可以有相同的值的三个量子数n, l, m_l,但必须有相反的自旋量子数。的最大数量的电子壳主量子数n等于2 n²。

这条规则的填充到相同的电子亚层。根据洪特定律:配对的电子轨道属于同一子shell (p、d和f)没有发生,直到每个轨道属于每个即外壳有一个电子。,它是单独占领。

因为有三个p, 5 d和7 f轨道,因此,电子的配对将开始在p d和f轨道的条目4日分别6日和8日电子。已经观察到一半了,完全退化的轨道由于其对称性获得额外的稳定。

完全填满半填充轨道更稳定。所以,在某些情况下,电子可能从低能量轨道转移到更高的能量轨道,确保稳定。

Cr(24)和铜(29)显示的例子这样的电子排布。

Cr (24)1²2 s²2 p⁶3 s²3 p⁶4 s¹3 d⁵

以上电子排布Cr是稳定的,因为3 d轨道是半满电子(5)。因此,它是4 s¹3 d⁵而不是4 s²3 d⁴

铜(29)1²2 s²2 p⁶3 s²3 p⁶4 s¹3 d¹⁰

在这种情况下,配置4 s¹3 d¹⁰而不是4 s²3 d⁹