屏蔽和钻穿效应导致的轨道 >不同元囊的屏激效应和钻穿效应 能级分和能级交错 l氢原子只有一个电子,无屏蓝和帖穿效应问题,所以相同不 4及J电子誉的慢向分■ 同的轨道能量简并 2)原子序歌增加,内展电子增多,内展电子的屏效应以及 外层电子回遵屏藏面产生的钻穿效应越来越强,从而发生能 级分,并且分孤靼度越来越大,以至于在原子序败以后各 元囊的原子轨道相发生能级变管现象 3)轨道能级交现象原子序败增加的趋势并非持综不变例 如,21号Sc以后的元囊,E又高于E3 判断电子轨道能量高低应综合考邮各个因囊的总效果(n,L2 光谱实验事实是量依塌 口原子核外电子排布及周期律 核外电子排布 Pauling近似能级图 最低能量原理 核外电子在各原子轨道上的我布力式应使_个原子能处于最假 opoOO 5dooooo 4oooooooF 2Pau不相客原還( Wolfgang Pauli,1926) o0o 3400000 “在同一原子中没有4个量子完全相同的电于”。该原理也可来述 为:“同一原子轨道仅可客纳2个自旋相反的电子” CX 电子在能量相同的轨道上分布时,总是尽可能以自旋相同的方向 分占不同的轨道”。这样的电子填入方式可使原子能量最低。 根据上述电子填充原则,将电子自 当轨道被电子半充清或全充满时敏为稳定如,d,f或,d,。 下面上地依次填入各原子轨道中,即可 这些规则称为Hund规则,实际上属于能量最低原 得到各个原子的基态电子构型 多电子原子中的轨道填充顺序 Filling the p Orbitals 1s<2s<2p<3s<3≤4s≤3<4p<5s<4d<5p<6s22 屏蔽和钻穿效应导致的轨道 能级分裂和能级交错 4s及3d电子云的径向分布图 3d 4s r D ¾ 不同元素的屏蔽效应和钻穿效应： 1) 氢原子只有一个电子，无屏蔽和钻穿效应问题，所以n相同l不 同的轨道能量简并； 2) 随原子序数增加，内层电子增多，内层电子的屏蔽效应以及 外层电子回避屏蔽而产生的钻穿效应越来越强，从而发生能 级分裂，并且分裂程度越来越大，以至于在原子序数7以后各 元素的原子轨道相继发生能级交错现象。 3) 轨道能级交错现象随原子序数增加的趋势并非持续不变。例 如，21号Sc以后的元素，E4s又高于E3d。 4) 判断电子轨道能量高低应综合考虑各个因素的总效果(n, l, Z)。 光谱实验事实是重要依据。 核外电子排布 1) 最低能量原理 的基本原理 核外电子在各原子轨道上的排布方式应使整个原子能量处于最低 的状态。 3) Hund规则 “电子在能量相同的轨道上分布时，总是尽可能以自旋相同的方向 分占不同的轨道”。这样的电子填入方式可使原子能量最低。 当轨道被电子半充满或全充满时较为稳定(如p3, d5, f7或p6, d10, f14)。 这些规则称为Hund规则，实际上属于能量最低原理。 2) Pauli不相容原理 (Wolfgang Pauli, 1926) “在同一原子中没有4个量子数完全相同的电子”。该原理也可表述 为：“同一原子轨道仅可容纳2个自旋相反的电子”。 ‰ 原子核外电子排布及周期律 1s 2s 4s 3s 5s 6s 3d 2p 4d 5d 3p 4p 5p 6p 4f (一) (二) (三) (四) (五) (六) 4p 3d 4s 5p 4d 5s 2p 2s 3p 3s 6p 5d 4f 4s 1s 根据上述电子填充原则，将电子自 下而上地依次填入各原子轨道中，即可 得到各个原子的基态电子构型。 Pauling近似能级图 多电子原子中的轨道填充顺序 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s Aufbau principle) Filling the p Orbitals