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化学竞赛辅导 三维化学 三维化学具体内容 ? ? ? ? ? ? ? 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 必备的原理知识 空间正多面体 分子空间结构分析 配合物的空间结构 离子晶体的空间结构 有机化学立体结构 习题选编 第一节 必备的化学原理知识 一.原子核外电子的排布 1.关于电子云的含义 2.关于电子层、亚层、轨道的意义 3.能级的概念 4.氢原子和多电子原子核外的能级 5.电子排布式和轨道表示式 6.关于洪特规则的特例 下一部分 1.关于电子云的含义 电子云是一个形象的比喻,是用宏观的现象去想象微观世界的情 景,电扇通常只有三个叶片,但高速转起来,看到的却是一团云雾, 像是叶片化成了云雾;电子在核外运动速度极高,而且没有一定的 轨迹,因而可以在想象中“看”到电子的运动“化”成了云雾,一 团带负电荷的云雾。因此电子云不是实质性的云雾,不能理解为由 无数电子组成的云雾。应该指出,氢原子核外只有一个电子,也仍 可以用电子云来描述。 电子云常用由许多小黑点组成的图形表示。小黑点密集的地方表 示在该处的单位体积内,电子出现机会较多(或称为几率密度较 大)。电子云图中单独一个小黑点没有任何意义。 ①电子层——表示两方面意义:一方面表示电子到原子核的平 均距离不同,另一方面表示电子能量不同。 ②电子亚层——也表示两方面意义:一方面表示电子云形状不 同,s电子云是以原子核为中心的球形,p电子云是以原子核为 中心的无柄哑铃形,d和f电子云形状更复杂一些;另一方面, 表示能量不同,s、p、d、f电子能量依次增高。 ③轨道——在一定的电子层上,具有一定的形状和伸展方向的电 子云所占据的空间,称为一个轨道。 p、d、f亚层的电子云分别有3个、5个和7个伸展方向。 因而分别有3、5、7个轨道:3个p轨道 、5个 d轨道和7个f轨 道。它们的能量完全相同;电子云形状也基本相同。 返回 3.能级的概念 在电子层、亚层、轨道和自旋这四个方面中,与电子能 量有关的是电子层和亚层。因此,将电子层和亚层结合起来, 就可以表示核外电子的能量。核外电子的能量是不连续的, 而是由低到高象阶梯一样,每一个能量台阶称为一个能级。 因此,1s、2s、2p……分别表示一个能级。 返回 4.氢原子和多电子原子核外的能级 氢原子像其它所有原子一样,可以有许多电子层,电子 层又分为若干亚层和轨道。只是在通常条件下,氢原子的这 一个电子处于能量是低的1s轨道,这种状态叫基态;当电子 从外界吸收能量以后,氢原子的这一个电子可以跃迁到能量 较高的能级。 (1)氢原子核外能级由低到高的顺序是: 1s<2s<2p<3s<3p<3d <4s<4p<4d<4f<5s…… (2) 但是,对核外有多个电子的原子来说,核外能级的 顺序就与氢原子不同了。一般来说,多电子原子核外能级由低 到高的顺序是:1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p……这 种现象叫做能级交错现象。 返回 5.电子排布式和轨道表示式 ①写电子排布式时,先按由低到高的顺序排列出核外电子 的能级,然后根据泡利不相容原理和能量最低原理向各个能 级填充电子。 ②轨道表示式是用方框或圆圈表示轨道,在每个轨道内用向 上、向下的箭头表示自旋不同的电子。写轨道表示式要特别注 意不要违背洪待规则。 返回 6.关于洪特规则的特例 洪特规则是电子在等能量轨道上排布时遵循的规律。它指 出电子在等能量轨道(如三个p轨道)上排布时,将尽可能占满 所有轨道,并且自旋方向相同。这样排布

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