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原子构造原理与过渡元素原子的价电子组态

众所周知,元素周期系过渡元素基态原子价电子组态的多样化是已往的原子构造理论无论是从定性还是从定量方面都是迄今难以给出圆满理论解释的原子构造现象之一[1~11]。本文介绍新近提出的原子构造的对称性原理以及依据这一原理对上述原子构造现象所作的系统理论解释。l关于原子的构造原理 原子构造的对称性理论认为,原子作为核与核外电子相互作用的对立统一体,其构造涉及两个方面的基本问题,这就是核与电子(包括电子与电子)之间的相互作用及其它们之间相互作用的作用方式。这二者在其自然表现形式上实际上是分属于“能量”和“对称性”两条基本自然法则支配的,其中“能量原理”是使核外电子的轨道分布要尽可能地优先占据能量最低的轨道,并使整个原子体系保持其尽可能低的能量。这一自然法则在以往的原子构造理论中被称之为原子构造的“能量最低原理”。而“对称性原理”对原子构造所起的支配作用则是使核外电子及其自旋态的轨道分布要尽可能地排布成对核场(及组态自身)都具有相对最高对称...  (本文共7页) 阅读全文>>

《武陵学刊》1996年03期
武陵学刊

非金属元素原子d轨道的作用

元素周期表中,从第三周期开始非金属元素原子均有nd轨道。在共价化合物中,nd轨道可以参与形成σ单键或d—p反馈π键。有nd轨道的非金属元素组成的化合物在稳定性,水解能力及水解历程,碱性等方面与没有d轨道的非金属元素组成的化合物有显著差别。本文从非金属元素的成键形式和所组成化合物的性质两方面讨论d轨道的作用。1d轨道的成键形式1.1参与形成σ单键第二周期元素从B到F,最高配位数为4。但第三周期以及更重的同族元素最高配位数可以是5、6、7。如PCI。、SF。、IF。。在这些化合物中,P、S、I原子S、P轨道上的电子将激发到高能级的d轨道.原子轨道进行杂化后所成的杂化轨道分别与CI、F原子的P轨道形成a单键。激发所需的能量可以由杂化后成键能力的加强而补偿。如SF。分子,价轨道以SP’d’形式杂化,6个F原子分别与6个杂化轨道形成6个a单键.形成正八面体结构的分子。由群论在杂化轨道中的应用可知,SF。分子底0。点群,硫原子的S轨道属于人...  (本文共3页) 阅读全文>>

《青海师范大学学报(自然科学版)》1991年02期
青海师范大学学报(自然科学版)

第ⅡⅢⅣ周期元素原子轨道图

周期表中前36种元素,即第I、1、l、那周期的全部元素,是周期表10。余种元素中人类研究得最多的元素,是人们最熟悉的常见元素。 第l号元素—氢,人们对它的结构研究得最清楚.量子力学精确求解了氢原子薛定谬方程,用波函数表示氢原子内电子的运动状态一一氢原子轨道。为了形象地、准确地表示其不同运动状态的特点,陈志行等〔’,21用计算机计算,并用人工绘出了一些氢原子轨道的等值面图,作者[3,4,”]用计算机系统扫描,自动绘出了氢原子s,P,d,f,g等各轨道的轨道图,在一些重要方面澄清了一般人容易发生的错误看法. 第I、I周期是短周期,第万周期是长周期,这些元素对人类生产和生活极为重要。对这些多电子原子,如何来描述这些原子内电子的运动状态?它们的轨道形状怎样? 由量子化学知道,在轨道近似和中心场近似下,多电子原子轨道为: 梦二:,(r,夕,功)==R。:(r)Y:,(8,必) 其中Y;。(0,功)为球谐函数,与类氢原子轨道的角度部分相同,...  (本文共5页) 阅读全文>>

《安庆师范学院学报(自然科学版)》1982年01期
安庆师范学院学报(自然科学版)

元素原子的电子层結构周期表

一、概述 !.69年俄国着名化学家门捷列夫发表了他的元素周期律。即“按元素原子t大小顺序排列起来,元素现性质上呈现明显的周期性。”根据这一定律,1871年他制出了第一张化学元素周期表。一百多年来,门氏周期表(短表)一直被延用下来,尽管其间经过许多人的改进〔门〔:〕。显然这与现代科学发展水平不能相适应。 在这一百年中,原子结构和周期律的理论研究有了巨大的发展。1921年摩斯莱根据对各种元素X射线的研究,发现周期表中元素排列的顺序是以核电荷数而不是以原子量为依据的。近几十年来,量子力学的发展,揭示了各种原子核外电子排布的规律。从而发现了元素周期律的真正的本质,即当把元素按核电荷递增的顺序排列时,原子最外层上的电子数由1到8呈现明显的周期性变化。〔3〕 门氏短表的主要缺点是未能与原子结构的周期性相联系,同一类中主、付族间的关系很模糊,一个格子中有两种元素(在长周期)〔‘〕,而维尔纳在1905年所制的长周期表主要缺点是元素在表中的位置也...  (本文共3页) 阅读全文>>

《鞍山师范学院学报》1984年Z1期
鞍山师范学院学报

d区某些元素原子核外电子的“不规则”排布

s区和d区元素原子核外电子排布是“规则”的,而d区和f区元素中,有少数元素原子核外电子排布存在着“不规则”现象。此文只限于讨论d区元素原子核外电子的排布,且重点放在讨论其中10种元素原子核外电子的“不规则”排布现象。一、月lJ 昂 核外电子怎样排布在各种可能的原子轨道中,这是原子结构的一个中心问题。实验和理论告诉我们,在不违背W·Pauli原理的条件下,电子的排布遵守能量最低原理,即电子首先占据那些可使原子体系能量最低的原子轨道。我们应用“建造”(Aufban)通则,就可以给出各元素原子基态的核外电子排布。 在中学化学和大学的普通化学、无机化学、结构化学的教学中,当讲授原子核外电子排布的问题时,常采用如下几种原子轨道能级图。 如,L·Pauling提出的原子轨道近似能级图(图1)[。)[。]。此图简单明确,便于掌握,易于教学。但是,此图对d区少数元素原子核外电子的“不规则”排布,不能给予解释。且容易使人们错误地认为:在所有的元素...  (本文共12页) 阅读全文>>

《集宁师专学报》1999年04期
集宁师专学报

周期表中各元素原子的σ─杂化类型

从分子的对称性入手,运用群论方法,能较全面地推算、简述中心离子(或原子)的轨道杂化时的对称性匹配问题。本文从平面三角形分子AB3的可能杂化方式入手,推算出了元素周期表中各周期中元素的原子在形成配位数不同的各种配合物几何构型时可能采取的σ─杂化方案,结果见附表。平面三角形分子AB3在所属点群对称操作元素作用下,中心原子A的原子轨道属于下列不可约表示:根据杂化轨道的正变性,当须在三个杂化轨道的三个原子轨道中,其中必须包括一个A1对称性的原子轨道和两个E’对称性的原子轨道,这样才能符合对称性匹配原则。那么.能够满足这一对称性要求的方式有以下几种:即可能的杂化方式...  (本文共5页) 阅读全文>>