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关于比较轨道能量的(n+0.7l)规则

来源:未知作者:陈万 点击:所属专题: 能级
我国著名化学家徐光宪先生提出关于轨道能量的(n+0.7l)近似规律。他认为轨道能量的高低顺序可由(n+0.7l)值判断,数值大小顺序对应于轨道能量的高低顺序。还将首位数相同的能级归为一个能级组,并推出随原子序数增加,电子在轨道中填充的顺序为1s,2s,2p,3s,3p,4s,

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我国著名化学家徐光宪先生提出关于轨道能量的(n+0.7l)近似规律。他认为轨道能量的高低顺序可由(n+0.7l)值判断,数值大小顺序对应于轨道能量的高低顺序。还将首位数相同的能级归为一个能级组,并推出随原子序数增加,电子在轨道中填充的顺序为1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,……

例如:K原子的最后一个电子填充在3d还是4s轨道使原子能量较低呢?因为(3+0.7×2)>(4+0.7×0),所以电子应填在4s轨道上。

值得注意的是,虽然运用n+0.7l 这个公式可以解释许多化学现象,但由于它仅是一个经验式,是从实验结果而来,而不是提高严密的推导得到的,故有其片面性,它较好的适用于外层电子,内层电子的能量主要决定于n。

注:不难看出,该规则分析的主要是不同电子层、不同轨道上电子能量的问题。根据中学所学的核外电子排布规则,也可知道这样的规则有局限性。因为半充满等时的特使情况该规律是无法解释说明的。如铬的关于比较轨道能量的(n+0.7l)规则价电子排布是3d54s1而非3d44s2

关于核外电子排布,物构书在提出“关于比较轨道能量的(n+0.7l)规则能量最低原理”、“关于比较轨道能量的(n+0.7l)规则泡利不相容原理”和“关于比较轨道能量的(n+0.7l)规则洪特规则”的同时,特别提出:原子核外电子排布的三条基本原理是从大量事实中概括出来的一般规律,可以解释绝大多数基态原子核外的电子排布情况。但随着原子序数的增大,核外电子数的增多,原子中各电子间的相互影响增强,原子核外电子的排布就会变得更复杂,常有一些例外的情况出现,应在学习中引起注意。

注:这是应用规律是所必须关注的。关注这些局限,才能体现实事求是的科学精神。

为解决电子排布和电子失去的相关问题,也有一些资料提出如下的简单见解:

电子填充轨道要遵循三个规则,即能量最低,洪特规则,保里不相容原则。但是,原子在失去电子时,一定是从最外层的电子开始失去。所以,对于铁 3d6 4s2来说,他首先失去的是4s亚层的两个电子,形成的是亚铁离子,然后,还可以在失去一个3d亚层的电子,变成3d5,这根据洪特规则,是半充满,稳定。

至于同一层的电子怎么失去,那还是遵循能量最低原理,先失去的是能量比较高的电子。 

注:这是一般的经验处理方法。它所突出的是:填充电子顺序和失去电子顺序并不是恰恰相反的。(此材料直接来源于网络)

徐光宪总结的经验公式应该是3条的,即:

当n,l综合变化时,一般这么看的:

对于原子的外层电子,n+0.7l 越大,能量越高 ;

对于离子的外层电子,n+0.4l 越大,能量越高;

对于原子或离子的内层电子n越大,能量越高。

注:如果运用(n+0.4l)来解释形成亚铁时究竟失去的是3d电子还是4s电子,好像就可以通了。由于电子失去总是一个一个失去的,铁先失去1个电子得到一价铁,对于一价铁离子,4s电子的(n+0.4l)=4,而3d电子的(n+0.4l)=3.8,说明4s电子能量更高,故易失去。

(责任编辑:化学自习室)
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