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电子亚层的原子轨道

发表时间：2024-07-13 11:07:22 来源：网友投稿

主页面：原子轨道作为薛定谔方程的解，原子轨道的种类取决于主量子数(n)、角量子数(l)和磁量子数(ml)。其中主量子数就相当于电子层，角量子数相当于亚层，而磁量子数决定了原子轨道的伸展方向。另外每个原子轨道里都可以填充两个电子，所以对于电子，需要再加一个自旋量子数(ms)，一共四个量子数。n可以取任意正整数。在n取一定值时，l可以取小于n的自然数，ml可以取±l。不论什么轨道，ms都只能取±1/2，两个电子自旋相反。因此s轨道（l=0）上只能填充2个电子，p轨道（l=1）上能填充6个，一个亚层填充的电子数为4l+2。具有角量子数0、

1、

2、 3的轨道分别叫做s轨道、p轨道、d轨道、f轨道。之后的轨道名称，按字母顺序排列，如l=4时叫g轨道。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，没有两个电子的四个量子数是完全相同的。同一亚层中的各个轨道是简并的，所以电子一般都是先填满能量较低的亚层，再填能量稍高一点的亚层。各亚层之间有能级交错现象：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p8s5g6f7d8p...有几个原子的排布不完全遵守上面的规则，如：Cr：[Ar]3d54s1这是因为同一亚层中，全充满、半充满、全空的状态是最稳定的。这种方式的整体能量比3d44s2要低，因为所有亚层均处于稳定状态。排布示例以铬为例：铬原子核外有24个电子，可以填满1s至4s所有的轨道，还剩余4个填入3d轨道：1s22s22p63s23p64s23d4由于半充满更稳定，排布发生变化：1s22s22p63s23p64s13d5除了6个价电子之外，其余的电子一般不发生化学反应，于是简写为：[Ar]4s13d5这里，具有氩的电子构型的那18个电子称为“原子实”。一般把主量子数小的写在前面：[Ar]3d54s1

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