电子排布式
最初人们只是用电子结构示意图来表示原子的微观结构,但电子结构示意图只能表示出原子的电子层而不能表示出能级和轨道,电子排布式由此诞生。
电子排布式的表示方法为:用能级符号前的数字表示该能级所处的电子层,能级符号后的指数表示该能级的电子数,电子依据“能级交错”后的能级顺序顺序和“能量最低原理”、“泡利不相容原理”和“洪德规则”三个规则进行进行。另外,虽然电子先进入4s轨道,后进入3d轨道(能级交错的顺序),但在书写时仍然按1s ∣ 2s,2p ∣ 3s,3p,3d ∣ 4s的顺序进行。
示例
H:1s^1
F:1s^2 ∣ 2s^2,2p^5
S:1s^2 ∣ 2s^2,2p^6 ∣ 3s^2,3p^4
Cr:1s^2 ∣ 2s^2,2p^6 ∣ 3s^2,3p^6,3d^5 ∣ 4s^1 (注意加粗数字,是3d^5,4s^1而不是3d^4,4s^2,因为d轨道上,5个电子是半充满状态,这里体现了洪德规则)。
简化电子排布式
为了书写方便,通常还会将电子排布式进行简化,用稀有气体结构代替已经充满的电子层
示例
Cr:1s^2 ∣ 2s^2,2p^6 ∣ 3s^2,3p^6,3d^5 ∣ 4s^1
简化后:[Ar]3d^5 ∣ 4s^1
简化后剩下的电子排布部分是价电子,会参与化学反应,在元素周期表中有标示。
回答人的补充 2009-07-28 16:59 原子轨道
atomic orbit
描述原子中单电子处于真实的(如氢原子或类氢离子的单电子体系)或假定的(即有效的,如多电子原子的电子体系)中心势场中束缚态波函数的空间部分,即单电子薛定谔方程(1)ψ(1)=Eψ(1)的解ψ(1)称原子轨道。式中, 为单电子哈密顿算符;μ=mM/(m+M),为约化质量;h=h/2π,h是普朗克常数;▽2是拉普拉斯算符;m、M分别是电子和原子核的质量;V(r)是单电子真实的或假定的有效势函数;h(1)和ψ(1)中的数字1表示单电子空间坐标(以核为参考点)。
氢原子和类氢离子是由一个电子和原子核组成的双粒子体系,引入质心坐标以后,求解电子相对于核的相对运动方程,得到电子的波函数ynlm(r,θ,)=Rnl(r)Ylm(θ,),式中n=1,2,3,…,为主量子数;l=0,1,2,…,-1,为角量子数;m=0,±1,±2,…,±l ,为磁量子数;Rnl(r) 是原子轨道的径向部分;Ylm(θ,)是球谐函数,即原子轨道的角度部分。通常用符号s,p,d,f,…等依次代表l=0,1,2,3,…,故n=2,l=0的状态的原子轨道可写为ψ2s,n=3,l=2的状态可写为ψ3d,余类推。多电子原子轨道通常用自洽场方法求解单电子函数满足的哈特里福克方程获得。