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能量最低原理
能量最低原理自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。在不违反保里原理的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态。原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n和角量子数l决定。Pauling根据光谱实验数据以及理论计算结果,提出了多电子原子轨道的近似能级图。
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洪特规则
洪特规则在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。氮原子的电子排布式为1s22s22p3。这种用量子数n和l表示的电子排布方式,叫做电子构型或电子组态,右上角的数字是轨道中的电子数目。这种最外电子层为8电子的结构,通常是一种比较稳定的结构,称为稀有气体结构。
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轨道表示式
轨道表示式是用来表示原子核外电子排布的一种图式。轨道表示式可以体现泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则等原子核外电子的排布规律。例如,氮原子的轨道表示式是在轨道表示式中,用每个方框(或圆圈)表示一个轨道,用↑和↓表示电子的不同自旋状态。
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电子
电子(electron)是一种轻的、稳定的、基本粒子,它是构成原子一的基本要素,构成原子轨道。“轨道”运动可由轨道的主量子数n、角量子数1和磁量子数m来标记,自旋运动由自旋磁量子数ms来标记。通过|Ψ|2的大小来表征电子在空间某点(x,y,z)单位体积内出现的几率,并用电子云这个名词来形象化地描述这种几率分布。
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原子核外电子排布
当原子处在基态时,原子核外电子的排布遵循三个原则:(1)泡利不相容原理——一个原子轨道最多只能容纳两个电子,并且自旋方向相反。当没有d电子填充时(例如第四周期K,有E3d=-0.64eV,而E4s=-4.00eV)E3d>E4s,发生了能级“倒置”现象,其他第五、六、七周期也有类似情况。其中n是主量子数,l是角量子数。