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关于洪特规则的解释说明

(2014-09-04 21:23:00)
标签:

教育

分类: 化学教学交流

一.洪特规则的定义

当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。

http://s12/mw690/0031AE88gy6LMFxZjYv7b&690
根据洪特规则的定义,①不符合洪特规则,①中3P能级里的2个电子应该优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。②符合洪特规则的规定。

二.洪特规则的补充规定

洪特规则指出,等价轨道上的电子排布处于以下状态时比较稳定。

(1)全充满:p6、d10、f14

p轨道上有6个电子、d轨道上有10个电子、f轨道上有14个电子

(2)半充满:p3、d5、f7

p轨道上有3个电子、d轨道上有5个电子、f轨道上有7个电子

(3)全空:p0、d0、f0

p轨道上有0个电子、d轨道上有0个电子、f轨道上有0个电子

举例:

(以铬为例)

按照能量最低原理,铬的电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2

但根据洪特规则的补充规定,铬的电子排布式实际为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1,这种排布符合半充满状态,可使能量最低。

(以铜为例)

按照能量最低原理,铜的电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2

但根据洪特规则的补充规定,铬的电子排布式实际为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1,这种排布符合全充满、半充满状态,可使能量最低。

三.遇到的问题

根据洪特规则中关于全充满、半充满、全空的规定,学生在写碳的电子排布式时出现了这样的情况,碳的电子排布式本来应该是1s2 2s2 2p2,结果学生按照全充满、半充满、全空的规定,将碳的电子排布式写成了1s2 2s1 2p3。我表扬了这名学生,她严格的遵循定义,学以致用,说明她进行了一定的思考。但是这里也有些更高层次的原因,导致1s2 2s1 2p3的写法是错误的。

碳的电子排布式中不遵循全充满、半充满、全空的规定的原因是:碳的2s和2p轨道之间能量相差比较大,其中一个2s电子如果放到2p上能量反而比2s2 2p2的电子构型能量要高,前者是激发态。对于第三周期的元素,因为3d和4s轨道之间的能量差距不是很大,所以对于Cr和Cu,按洪特规则排布能量更低。

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