原子中同一副壳层的轨域.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 選修化學(上) 1-4 電子組態 * 學習目標： 了解 遞建原理 包立不相容原理 洪德定則 電子組態 電子組態 1-4 軌域有如電子在原子內居住的地方，而量子數則如同其地址的街道巷弄之編號。 本節將探討原子中，電子在各軌域的分布情形。 電子組態 1-4 原子中，電子在能階中分布的表示法稱為： 。 一般指最穩定之基態原子的電子排列方式。 以原子序 1 的氫原子為例： 基態氫原子在 1s 軌域有一個電子，因此氫原子的電子組態可表示為 。 電子組態 （electron configuration） 1s1 電子組態 1-4 原子中，電子在能階中分布的表示法稱為： 。 一般指最穩定之基態原子的電子排列方式。 以原子序 1 的氫原子為例： 電子組態亦可用軌域圖表示。 電子組態 （electron configuration） 電子組態 1-4 多電子原子的電子組態，遵守三個原則： 一、遞建原理（aufbau principle） 二、包立不相容原理（Pauli exclusion principle） 三、洪德定則（Hund’s rule） 電子組態 1-4 電子先填入能量較低的軌域，再依序填入能量較高的軌域。 此規則稱為遞建原理。 通常電子組態若違反遞建原理則為 態。 多電子原子之軌域能量其順序如下： 遞建原理 激發 1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p …… 電子組態 1-4 1925 年，奧地利科學家包立（W. Pauli）提出不相容原理：在同一個原子中，任兩個電子不會有完全相同的四個量子數。 以原子序 2 的氦為例： 其兩個電子均填入 1s 軌域。 在 1s 軌域的兩個電子之主量子數 n、角量子數 ? 與磁量子數 m? 依序皆為 1、0、0。 但自旋量子數不同，四個量子數 n、?、m? 與 ms分別為（ ）與（ ）。 包立不相容原理 電子組態 1-4 1925 年，奧地利科學家包立（W. Pauli）提出不相容原理：在同一個原子中，任兩個電子不會有完全相同的四個量子數。 以原子序 2 的氦為例： 若電子組態違反包立不相容原理，則不存在。兩個電子均填入 1s 軌域。 包立不相容原理 電子組態 1-4 一個軌域中含有兩個電子時，此兩個電子稱為 。 若只有一個電子時，此電子稱為 。 以 3Li 為例： 鋰的電子組態為 。 圖示： 成對電子 不成對電子 1s22s1 成對電子 不成對電子 電子組態 1-4 4Be： 鈹的電子組態為 。 圖示： 1s22s2 5B： 硼的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p1 6C： 碳的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p2 ？ 電子組態 1-4 1925 年，德國科學家洪德（F. H. Hund）提出洪德定則：原子中同一副殼層的軌域，含有最多相同自旋方向的電子時，其能量最低。 電子組態若違反洪德定則，則為激發態。 ？ 2p 軌域的 2 個電子皆為不成對電子，其自旋方向相同。 洪德定則 電子組態 1-4 7N： 氮的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p3 8O： 氧的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p4 電子組態 1-4 ②動-O8 ①動-N7 9F： 氟的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p5 10Ne： 氖的電子組態為 。 圖示： 1s22s22p6 電子組態 1-4 下列基態中性原子，何者具有最多不成對電子？ (A) B (B) C (C) N (D) O (E) F 範例 1-7 * 選修化學(上) 下列何者不符合遞建原理？ 練習題 1-7 * 選修化學(上) 11Na： 鈉的電子組態為 。 為了方便書寫，通常將內層核心電子組態以鈍氣簡化表示：