化学自习室移动版

学习苏教版高中化学选修3《物质结构与性质》这本书的专题1时,会讲到原子核外电子的排布原理:①能量最低 原理：电子先占据能量低的轨道,再依次进入能量高的轨道; ②泡利不相容原理：每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的 电子;③洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能 分占不同的轨道，且自旋状态相同.

学生在学习能量最低原理时，就必须按照书上13页的图 (如图1所示），记住各个轨道能量的高低。

图1存在三个缺陷：一是图形比较难画,要画出比较规范醒目的图形是不容易的；二是图形顺序斜线上升，不适应人们 视觉记忆“上、下、左、右”的习惯；三是不易于记忆，容易把轨道填充顺序记错。

笔者根据教学实践，认为死记上图，不如记忆北京大学徐光宪院士归纳的近似规律好。即：对于原子的外层电子轨道， n+0.7l值越大，则能量越高。

n为主量子数，即电子层数；l为角量子数，取值范围为: 0≤l≤n-1的整数，n、l与轨道类型之间的关系见表1:

只要知道n和l的值，各种轨道能量的高低就很好比较.。现枚举几例——只需比较n+0.7l的大小：

例1、不同电子层上的同一轨道能量高：:ls<2s<3s<4s (n+0.7l 比较：1<2<3<4)。

例2、同一电子层上各轨道能量高低：ns<np<nd<nf(n+0.7l 比较：n<n+0.7<n+1.4<n+2.1)。

例3、同一电子层内形状相同而伸展方向不同的轨道，能 量相等，如:2p_x=2p_y=2p_z (n均等于2，l均等于l，n+0.7l值相 等)。

例4、核外电子的轨道能量的大小：ls<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p.  (n+0.7l比较：1<2 <2.7 <3 <3.7 <4 <4.4<4.7 <5 <5.4 <5.7 <6 < 6.1<6.4<6.7)。

训练题：

A.3p_x= 3p_z                        B.4s<3d c.4p="">4f                          D.7s<6d

【参考答案】

A. 轨道3P_x和3p_z的l值均等于1,对应的n+0.7l均等于 3+0.7=3.7，能量相等，正确。

B.  轨道4s对应的n+0.7l=4，轨道3d对应的n+0.7l  = 3+0.7 ×2=4.4，正确。

C. 轨道4p对应的n+0.7l=4+0.7=4.7，轨道4f对应的n+ 0.7l=4+0.7×3=6.7，4p<4f，错误。

D. 轨道7s对应的n+0.7l=7，轨道6d对应的n+0.7l = 6+0.7 × 2=7.4，正确。