根據(jù)泡利原理和能量最低原理論元素周期排序分析設(shè)計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-18 13:25本頁面
【正文】 加之貫穿原子實，能量降低就越大。根據(jù)能量最低原理，電子在填充殼層中先填充能量低的殼層，然后依次填入。所以先填入4s。定量分析，通過等電子系光譜的比較，可以清楚的看到，第19號電子為什么放棄3d而進(jìn)入4s。取19號元素K及類K離子進(jìn)行研究，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，即原子實加一個價電子，不同的是核電荷數(shù)不同，K和類K離子的光譜項可表示為 / 式（33）是原子實的有效電荷數(shù)，它已經(jīng)將軌道貫穿和原子實極化效應(yīng)都包含在內(nèi)。n是最外層價電子的主量子數(shù)，因此對于等電子系，當(dāng)n取定后與Z成線性關(guān)系，對于給定的n，做出～Z的直線，得到莫塞萊圖，由此圖可以判定能量的高低，從而確定電子的填充次序。當(dāng)?shù)入娮酉底钔鈱觾r電子位于3d時，相應(yīng)的原子態(tài)為3，此時由實驗測出Z取不同值的光譜項T，從而得到等電子系對于態(tài)3的莫塞萊曲線；同理，當(dāng)價電子位于4s時，相應(yīng)的原子態(tài)為4，又可得到一條莫塞萊曲線。 圖1莫塞萊曲線由兩條曲線的莫塞萊圖可以比較不同原子態(tài)時譜項值的大小，而，因此T越大，相應(yīng)的能級越低。對同一元素來說，最外層電子當(dāng)然先填充與低能態(tài)對應(yīng)的軌道。所以對于19，20號元素T(4)T(3),21號之后元素T(3)T(4)，由此可見，19，20號元素最外層電子只能先填4s軌道，而21號之后的元素才開始進(jìn)入3d軌道。除第三周期外，后面的各個周期也都存在這類似的情況，前一周期的殼層未填滿，而又進(jìn)入下一殼層，這都是由能量最低原理決定的[5]。還有些元素的核外電子排布是在填充軌道時出現(xiàn)半滿情況，這是由洪特定則決定的。洪特定則，從光譜實驗總結(jié)出來的洪特定則有兩方面的含義；一是電子在原子核外排布時，將盡可能分占不同的軌道，且自旋平行，第二個含義是對于同一個電子亞層，當(dāng)電子排布屬于：全充滿（，或）、半充滿（、或）或全空（、或）時，原子體系較穩(wěn)定。從周期表中還可以看到，鉻元素按能級填充原則核外電子分布為，但是由洪特定則可知3d能級填充5個電子時比較穩(wěn)定，所以其核外電子分布應(yīng)為，同理銅元素的核外電子排布為[2]。結(jié)論通過上述討論我們得出周期表中元素的排列之所以具有規(guī)律性主要是受泡利不相容原理和能量最低原理的制約。泡利原理指出原子中的每一個狀態(tài)只能容納一個電子，由這一原理我們確定了原子核外殼層中所能容納的最大電子的數(shù)目。從而解釋了周期表中每一周期中的原子數(shù)目。能量最低原理指出電子在填充殼層時要依據(jù)能量從低到高依次填入，由這一原理可以知道原子核外電子的填充次序。從而解釋了原子在基態(tài)時的電子組態(tài)。再結(jié)合洪特定則知道了原子核外電子在填滿殼層和未填滿殼層時的核外電子排布情況。通過討論元素的周期性排列我們可以得出世上的萬事萬物都是有規(guī)律的，都要遵循自然法則。參考文獻(xiàn)[1]高順福,屠傳士,[M].:105120 [2][M].:200219[3][M].:200202[4]陸漢忠,[M].上海. :330355 [5][M].:1020
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