-
構造原理
(化學術語)
鎖定
構造原理,是化學中的一種定理,決定了原子、分子和離子中電子在各能級的排布。隨
核電荷數遞增,大多數元素的
電中性基態原子的電子按順序填入核外電子運動軌道,即為構造原理。
- 中文名
-
構造原理
- 外文名
-
aufbau principle
- 應用學科
-
化學(一級學科)
構造原理原理簡介
構造原理認為全部電子是一個一個地依次進入電場,並假設對電場而言它們是處於最穩定的情況中。它是在1920年前後由
尼爾斯·玻爾正式提出,主要是以
量子力學描述。
圖1中,每個小圓圈表示一個能級。每一行對應一個能層,各圓圈連線的順序表示隨
核電荷數遞增而增加的電子填入能級的順序。
[1]
根據構造原理,可以將各能級按能量的差異分成
能級組,如圖1所示。每一行表示一個能級組,自下而上表示n個能級組,其能量依次升高;在同一能級組內,從左到右能量依次升高。
圖1
構造原理詳細內容
科學家歸納大量的光譜事實得出如下結論:設想從
氫原子開始,隨着原子核電荷數的遞增,原子核每增加一個質子,原子核外便增加一個電子,大多數元素的
電中性基態原子的電子按順序填入核外電子運動軌道,叫做
構造原理(aufbau principle)
[1]
某些特殊原子,外部構造呈現半滿,因為半滿時
原子結構更加穩定。比如:Au Ag原子等。
構造原理特別註釋
aufbau是
德文“構造”。所謂“隨電荷遞增電子填入軌道”,是一種象形的説法,是一種思維模式,事實上單獨地考察某一個多電子原子的電子在
原子核外排布是並沒有先後填入的次序。
對於同一能級,當
電子排布為全充滿(d10,如29號元素Cu
銅)或半充滿(d5、f7)、全空(如46號元素Pd鈀)時,能量較為穩定。
根據構造原理,絕大多數
基態原子核外電子的排布都遵循下列順序:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d......
原子核外電子按能量由低到高的順序依次排布。因此,根據構造原理可以比較各能級的能量高低。
原子的核外電子不是完全按照
能層順序依次排布的,即不完全是排滿n能層後再排(n+1)能層,而是按照圖1所示的能級順序排布的,在該順序中,從第三能層開始,出現了
能級交錯現象,該能級順序就是能量由低到高的順序。
- 參考資料
-
-
1.
人民教育出版社.高中化學選修三 物質的結構與性質.北京:人民教育出版社,2009年3月第3版:5-6