Ⅰ 化學的量子數,電離能.離子半徑的題
1.np2np3與np2np4為什麼np2np3第一電離能大?
(題目應為ns2np3與ns2np4進行比較。)
由於軌道填充為全滿、半滿或全空時結構穩定,而np軌道為三重簡並,所以np3是其穩定結構(半滿)。第一電離能是指1mol氣態原子失去1mol電子而成為氣態陽離子時所需要的能量。當ns2np3結構失去1個電子時,需要打破原有的穩定結構;而ns2np4失去1個電子時,會獲得穩定結構ns2np3,所以ns2np3比ns2np4的第一電離能大。
2.一個元素的L層P級有一個電子.另一個元素M層P級有一個電子.為什麼性質不相似?
(「性質不相似」是問的元素還是電子?下面先按兩個元素的性質不相似解答。)
已知A元素L層P級有一個電子(2p1),若這是基態A元素的最外層電子,則A元素的最外電子層結構為2s2 2p1,A元素是硼B。另一個元素M層P級有一個電子(3p1),若也是該元素基態的最外層電子,則該元素的最外電子層結構為3s2 3p1,故該元素是鋁。由於硼與鋁在結構上有顯著差別(核電荷數、電子層結構、半徑等),所以性質上也顯著有差別(結構決定性質)。根據「對角線規則」可知:硼與硅性質相似,而鋁與鈹性質相似。
(下面再按兩個電子的性質不相似回答)
硼元素的2p1電子和鋁元素的3p1電子雖然都位於p能級,但各元素的核電荷數不同,其p能級所處的電子層不同,因此能級的能量高低不同。另外,B的2p1電子和Al的3p1電子受到的屏蔽效應大小不同,各自p電子所受的有效核電荷的作用大小也不同,因此這兩個電子能量不同,性質不同。
3.第三周期中簡單離子半徑最小的為什麼是Al?
同一周期元素從左至右隨著核電荷數增加,最高正價離子(簡單離子)的半徑依次減小。第三周期元素中存在的簡單離子依次有Na+,Mg2+,Al3+,其中的Al3+最外層電子受到的核的吸引作用最大,所以半徑最小。
Ⅱ 基礎化學量子數問題
1、自旋量子數ms的取值+1/2 、-1/2, 跟前面三個量子數 沒有 關系
2、m的取值0,1,2,-1,-2 ·····至+L,-L。
顯然最大取值為+L,-L
所有取值地位相同,即並列
Ⅲ 請問第二題怎麼做基態鉀原子最外層電子的四個量子數謝謝!!!
B。鉀原子最外層電子是s軌道的
Ⅳ 考研化學量子數問題
32號元素Ge
核外電子排布:[Ar] 3d10 4s2 4p2
最外層電子的四個量子數:
4s2 (4, 0, 0, +1/2); (4, 0, 0, -1/2)
4p2 的書寫方式多樣,可以表示為:
(4, 1, m, +1/2) m = 1, 0, -1 m的值任取三個中的兩個就可以了。
如寫成(4, 1, 1, +1/2);(4, 1, 0, +1/2)可以
寫成(4, 1, 1, +1/2);(4, 1, -1, +1/2)也行
寫成(4, 1, -1, +1/2);(4, 1, 0, +1/2)也行
另外,將ms全部寫成-1/2也行,只要滿足Hund規則就可以了。
Ⅳ 量子化學題
1)4dz2 2)3px或3py 最前邊一個數字就代表n。 習慣上,l=0、1、2、3……分別用小寫字母s、p、d、f……表示。 對於p殼層, ml=0對應z支殼層, m=±1時,對應的軌道是py與px(這有軌道重組的問題,詳見下圖4.85式及其前面的解說,注意,4.60式是復數,所以需要軌道重組,使波函數都為實數,且突出軌道的方向性)。 對於d殼層, m=0時,對應的軌道是dz2。 m=±1時,對應的軌道是dyz與dxz(這有軌道重組的問題,詳見下圖4.86式及其前面的解說)。 m=±2時,對應的軌道是dxy與dxx-yy 其他殼層的支殼層的情況更為復雜……Ⅵ 無機化學大學,量子數
A大於等於3,B等於1,C等於正負1/2都可,D等於0。書上應該有nlm的取值范圍,回去看看就知道這類題怎麼做了。
Ⅶ 誰會做這個題,重賞!寫出具有下列指定量子數的原子軌道符號:n=4,i=1; n=5,i=2.
化學題吧
軌道符號:如圖
分別是5dxy;5dyz,5dzx;5dz²;5dx²;-y²;
Ⅷ sat2的題目 關於量子數
樓上說的太玄乎了,sat是美國高中的題,怎麼可能用到量子力學呢?
這是一道化學的核外電子排布的題。secondary quantum是指副量子數又叫角量子數。 f subshell 是核外電子的f亞層。具體還有點復雜的,我高中時候學好久才懂的。你看看下面資料吧,講的很詳細,希望幫到你了。
核外電子的運動狀態
電子在原子中的運動狀態,可n,l,m,ms四個量子數來描述。
(一)主量子數n
主量子數n是用來描述原子中電子出現幾率最大區域離核的遠近,或者說它是決定電子層數的。主量子數的n的取值為1,2,3…等正整數。例如,n=1代表電子離核的平均距離最近的一層,即第一電子層;n=2代表電子離核的平均距離比第一層稍遠的一層,即第二電子層。余此類推。可見n愈大電子離核的平均距離愈遠。
在光譜學上常用大寫拉丁字母K,L,M,N,O,P,Q代表電子層數。
主量子數(n)
1
2
3
4
5
6
7
電子層符號
K
L
M
N
O
P
Q
主量子數n是決定電子能量高低的主要因素。對單電子原子來說,n值愈大,電子的能量愈高。但是對多電子原子來說,核外電子的能量除了同主量子數n有關以外還同原子軌道(或電子雲)的形狀有關。因此,n值愈大,電子的能量愈高這名話,只有在原子軌道(或電子雲)的形狀相同的條件下,才是正確的。
(二)副量子數l
副量子數又稱角量子數。當n給定時,l可取值為0,1,2,3…(n-1)。在每一個主量子數n中,有n個副量子數,其最大值為n-1。例如n=1時,只有一個副量子數,l=0,n=2時,有兩個副量子數,l=0,l=1。余此類推。按光譜學上的習慣l還可以用s,p,d,f等符號表示。
l 0 1 2 3
光譜符號 s p d F
副量子數l的一個重要物理意義是表示原子軌道(或電子雲)的形狀。L=0時(稱s軌道),其原子軌道(或電子雲)呈球形分布(圖4-5);l=1時(稱p軌道),其原子軌道(或電子雲)呈啞鈴形分布(圖4-6);…
圖4-5 s電子雲圖 4-6 p電子
副量子數l的另一個物理意義是表示同一電子層中具有不同狀態的亞層。例如,n=3時,l可取值為0,1,2。即在第三層電子層上有三個亞層,分別為s,p,d亞層。為了區別不同電子層上的亞層,在亞層符號前面冠以電子層數。例如,2s是第二電子層上的亞層,3p是第三電子層上的p亞層。表4-1列出了主量子數n,副量子數l及相應電子層、亞層之間的關系。
表4-1 主量子數n,副量子數l及其相應電子層亞層之間的關系
n
電子層
l
亞層
1
1
0
1s
2
2
0
2s
1
2p
3
3
0
3s
1
3p
2
3d
4
4
0
4s
1
4p
2
4d
3
4f
對於單電子體系的氫原子來說,各種狀態的電子能量只與n有關。但是對於多電子原子來說,由於原子中各電子之間的相互作用,因而當n相同,l不同時,各種狀態的電子能量也不同,l愈大,能量愈高。即同一電子層上的不同亞層其能量不同,這些亞層又稱為能級。因此副量子數l的第三個物理意義是:它同多電子原子中電子的能量有關,是決定多電子原子中電子能量的次要因素。
(三)磁量子數m
磁量子數m決定原子軌道(或電子雲)在空間的伸展方向。當l給定時,m的取值為從-l到+l之間的一切整數(包括0在內),即0,±1,±2,±3,…±l,共有2l+1個取值。即原子軌道(或電子雲)在空間有2l+1個伸展方向。原子軌道(或電子雲)在空間的每一個伸展方向稱做一個軌道。例如,l=0時,s電子雲呈球形對稱分布,沒有方向性。m只能有一個值,即m=0,說明s亞層只有一個軌道為s軌道。當l=1時,m可有-1,0,+1三個取值,說明p電子雲在空間有三種取向,即p亞層中有三個以x,y,z軸為對稱軸的px,py,pz軌道。當l=2時,m可有五個取值,即d電子雲在空間有五種取向,d亞層中有五個不同伸展方向的d軌道(圖4-7)。
圖4-7 s,p,d電子雲在空間的分布
n,l相同,m 不同的各軌道具有相同的能量,把能量相同的軌道稱為等價軌道。
(四)自旋量子數ms
原子中的電子除繞核作高速運動外,還繞自己的軸作自旋運動。電子的自旋運動用自旋量子數ms表示。ms 的取值有兩個,+1/2和-1/2。說明電子的自旋只有兩個方向,即順時針方向和逆時針方向。通常用「↑」和「↓」表示。
綜上所述,原子中每個電子的運動狀態可以用n,l,m,ms四個量子數來描述。主量子數n決定電子出現幾率最大的區域離核的遠近(或電子層),並且是決定電子能量的主要因素;副量子數l決定原子軌道(或電子雲)的形狀,同時也影響電子的能量;磁量子數m決定原子軌道(或電子雲)在空間的伸展方向;自旋量子數ms決定電子自旋的方向。因此四個量子數確定之後,電子在核外空間的運動狀態也就確定了。
量子數,電子層,電子亞層之間的關系
每個電子層最多容納的電子數 2 8 18 2n^2
主量子數n 1 2 3 4
電子層 K L M N
角量子數l 0 1 2 3
電子亞層 s p d f
每個亞層中軌道數目 1 3 5 7
每個亞層最多容納電子數 2 6 10 14
核外電子的分布:
1. 原子中電子分布原理:
(兩個原理一個規則):
(1)、泡利(Pauli)不相容原理
在同一原子中,不可能有四個量子數完全相同的電子存在。即每一個軌道內最多隻能容納兩個自旋方向相反的電子。
(2)、能量最低原理
多電子原子處於基態時,核外電子的分布在不違反泡利原理前提下,總是盡先分布在能量較低的軌道,以使原子處於能量最低狀態。
(3)、洪特(Hund)規則
原子在同一亞層的等價軌道上分布電子時,盡可能單獨分布在不同的軌道,而且自旋方向相同(或稱自旋平行)。
基態原子中電子的分布
1、核外電子填入軌道的順序
應用近似能級圖,根據「兩個原理一條規則」,可以准確地寫出91種元素原子的核外電子分布式來。
在110種元素中,只有19種元素原子層外電子的分布稍有例外:
它們是若再對它們進一步分析歸納還得到一條特殊規律——全充滿,半充滿規則:對同一電子亞層,當電子分布為全充滿(P6、d10、f14)、半充滿(P3、d5、f7)或全空(P0、d0、f0)時,電子雲分布呈球狀,原子結構較穩定,可挑出8種元素,剩餘11種可作例外。
多電子原子結構
1、核外電子排布三原理
(1)泡利不相容原理:解決各電子層電子數目問題。
◆ 在任何一個原子中,決不可能有兩個電子具有四個完全相同的量子數,即在同一個原子中,不可能有運動狀態完全相同的電子。
◆ 當 n一定時,L可取(n-1)個值,而在L限定下,原子軌道可有(2L+1)個伸展方向,即(2L+1)個軌道,而每個軌道可容納兩個電子,所以每層最多容納電子數為
電子層 1 2 3 4
電子數 2 8 18 32
(2)最低能量原理:解決電子排布問題
◆ 多電子原子在基態時,核外電子總是盡可能地先佔據能量最低的軌道,以使體系能量最低。
◆ 軌道能級規律
①當角量子數相同時,隨主量子數增加,軌道能級升高1s<2s<3s<4s; 2p<3p<4p<5p; 3d<4d<5d
②當主量子數相同時,隨角量子數增加,軌道能級升高ns<np<nd<nf
③當主量子數與角量子數都不同時,能級次序比較復雜,有時出現「能級交錯」現象,即某些主量子數較大的原子軌道其能級可以比主量子數較小的原子軌道低。如 4s<3d, 5s<4d , 6s<4f<5d<6p
◆ 鮑林近似能級圖
鮑林根據大量光譜數據以及某些近似的理論計算,得到了多電子原子的原子軌道能級的近似圖
能級組:按照能級高低的順序,把能量相近的能級劃成一組,稱為能級組。按照1、2、3能級組順序,能量依次增高。
電子分布式:核外電子的分布表達式,如
K:
Ti:
鮑林近似能級順序並不是所有元素軌道能級的實際順序,它只不過是表示在考慮電子分布時,隨核電荷數的增加的一個電子應分布在一哪一個軌道的一般規律,它不代表核外電子的實際分布情況,如鈦原子的近似能級順序為:
而其電子分布式為:
(3)洪特規則:解決同一電子層電子排布問題
◆ 處於主量子數和角量子數都相同的軌道中的電子,總是盡先佔據磁量子數不同的軌道,而且自旋量子數相同(自旋平行)
◆ 兩個電子同佔一個軌道,這時電子間的排斥作用會使系統能量升高,兩個電子只有分佔等價軌道時,才有利於降低系統的能量,所以洪特規則可認為是最低能量原理的補充
如 P: 3P軌道上的3個電子分布應為:↑↑↑
(4)特殊情況
◆ 有19種元素原子的電子分布式不完全符合近似能級順序,如: 它們的3d軌道電子分別為10和5,處於全滿或半滿狀態,原子比較穩定,對於p、f軌道,半滿狀態為p3和f7,全滿狀態為p6和f14
◆ 外層電子構型即外層電子分布式,對於原子來說:
主族元素:最外層的電子分布式,如:
副族元素:最外層S電子和次外層d電子的分布式,如:
◆ 元素離子的外層電子構型:
當原子失去電子成為陽離子時,一般是能量較高的最外層的電子失去,而且往往引起電子層數的減少。如:
當原子得到電子成為陰離子時,電子總是分布在最外電子層上,如:
元素離子的外層電子構型 (1)8電子構型
(2)9~17電子構型
(3)18電子構型
(4)18+2電子構型
核外電子排布遵循兩個原理一個規則
其實你看看這個 圖4-8 電子填充的次序 就可以啦~
http://www.51qe.cn/pic/30/11/27/011.htm
Ⅸ 無機化學裡面如何求量子數
記住取用量子數的規律即可。
(1)2
(3)-3,-2,-1,0,1,2,3
(5)3,4,5,6
(7)-1,0,1