洪特规则从一开始就是一个半经验的规则。化学里面很多都是强行总结出来的,对一部分适用,另一部分不适用,是很常见的。首先轨道近似是一个非相对论量子力学的结果。对于重元素,相对论效应显著,然后就会出现一些奇奇怪怪的跟轻原子不一样的性质。洪德定则是原子核外电子排布规律之一。指原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上,且自旋方向相同。
镧系和锕系为什么特殊?
由于镧系和锕系元素具有f轨道电子,而f轨道共能容纳14个电子,随着原子序数的增加,电子可逐个填入f轨道,所以镧系和锕系的元素种类很多。
镧系和锕系各包含了十五种元素,二者总量超过了目前元素周期表中元素种类的四分之一。在目前流行的元素周期表排布方式中,镧系和锕系往往单独排列。这是因为元素周期表的周期是按照电子层数来区分,在周期内进一步通过电子亚层区分。
对于镧系或锕系元素系列,原子序数增加时,电子在相应的4f或5f轨道填充,而外层轨道电子排布基本相同,导致每个系列内的元素化学性质相似,将镧系或锕系归于一类不仅方便元素周期表的排版,更反映了其系列内元素化学性质相似的本质。
简介
镧系元素都是活泼金属,具有非常强的还原能力,活性仅次于碱金属和碱土金属,比铝、锌等元素强。镧系元素中La的活泼性最强。镧系元素单质容易和卤素、氧气、酸、硫、氮气、氢气等发生化学反应。因此,为了避免镧系金属单质被氧化,通常保存时表面需要涂蜡。
镧系元素的草酸盐,碳酸盐、磷酸盐都难溶于水,而镧系金属单质与硫酸、硝酸、盐酸强酸形成的盐均易溶于水,结晶出来的盐一般含结晶水。
镧系锕系那么多元素放在一个格子里,是为什么?
稀土元素表现出十分丰富的光、电、磁等性质,已被发达国家列为“21世纪战略元素。”本文所做的主要工作是对稀土镧系元素的一种重要理化性质做出符合中学生认知水平的理论分析,并进行计算验证。用德布罗意关系式v=E/h,λ=h/p建立能量与波长成反比的关系,对多电子原子近似能级图分析后得出,镧系元素十3价离子 4f 亚层和5d亚层之间的能级差是造成它们颜色不同的原因。用洪特规则来解释镧系元素十3价离子4f亚层的轨道占有情况,发现在钆以上和以下相对应离子的4 f亚层同时达到稳定的半充满状态,前者需要得到的电子数与后者需要失去的电子数是一致的。电子转移的能量是极为接近的。推理得出相对应离子的波长将处于同一种颜色所对应的波长范围之内。结合在北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室的科技实践活动,应用量子化学计算中的“过渡态方法”,采用该实验事从荷兰购买的量子化学计算软件--密度泛函理论计算程序ADF,进行相关激发能的计算,验证了理论分析的正确性。通过研究得出结论,镧系收缩十3价离子的颜色以钆为中心而对称分布不是简单的巧合,而是与它们在4f轨道填充电子的多少及空轨道、全充满、半充满三种特殊的状态有着密切的关系。
具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布,属于核外电子排布的什么原则
能量最低原则、还有洪特规则。
核外电子排布有三个原则:
1、最低能量原理:电子在原子核外排布时,要尽可能使电子的能量最低。
2、泡利不相容原理:一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述,即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。
3、洪特规则:从结果总结出来的洪特规则有电子在原子核外排布 时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行。
处于稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守泡利不相容原理和洪特规则及其补充规则,一般而言,在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布情况,在中学阶段要求的前36号元素里,没有例外的情况发生。
扩展资料:
电子能够由发射或吸收一个量子的能量从一个能级跃迁到另一个能级,其形式是一个光子。由于泡利不相容原理,没有两个以上的电子可以存在于某个原子轨道(轨道不等于电子层);因此,一个电子只可跨越到另有空缺位置的轨道。
知道不同的原子的电子构型有助了解元素周期表中的元素的结构。这个概念也有用于描述约束原子的多个化学键。在散装物料的研究中这一理念可以说明激光器和半导体的奇特性能。
元素周期表中的区块是根据价电子构型的显著区别划分的。不同区的元素性质差别同样显著:如s区元素只能形成简单的离子,而d区的过渡金属可以形成配合物。
参考资料来源:百度百科——电子排布
啥时候优先用能量最低原理,啥时候用洪特规则?关于电子排布的问题
电子在原子轨道的运动遵循三个基本定理:能量最低原理、泡利不相容原理、洪德定则。
能量最低原理
能量最低原理的意思是:核外电子在运动时,总是优先占据能量更低的轨道,使整个体系处于能量最低的状态。
泡利不相容原理
物理学家泡利在总结了众多事实的基础上提出:不可能有完全相同的两个费米子同时拥有样的量子物理态。泡利不相容原理应用在电子排布上,可表述为:同一轨道上最
多容纳两个自旋相反的电子。该原理有两个推论:
①若两电子处于同一轨道,其自旋方向一定不同;
②若两个电子自旋相同,它们一定不在同一轨道;
③每个轨道最多容纳两个电子。
洪德规则(Hund's rule)
洪德在总结大量光谱和电离势数据的基础上提出:电子在简并轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行[6]。对于同一个电子亚层,当电子排布处于
全满(s^2、p^6、d^10、f^14)
半满(s^1、p^3、d^5、f^7)
全空(s^0、p^0、d^0、f^0)
时比较稳定。
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)。
这个顺序还是先依据能量最低原理然后是“泡利不相容原理”和“洪德规则”
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