原子的核外电子里还有轨道是怎么回事?

4s'表示第四层的S子层中有电子。
运动到原子核外的电子被原子核吸引。
它们的动能差异可以用它们的轨道距原子核的距离来表示。
动量较大的电子会远离原子核,而动量较小的电子会靠近原子核。
但电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动不同。
绕地球运行的人造卫星的动量不断变化。
由于能量消耗,它的轨道正在逐渐接近地球。
然而,原子的能量是量子化的,核外电子的轨道是不连续的。
这些层称为“电子层”,也称为“能量层”。
氢原子谱的巴尔默线系 氢原子线谱(右图,巴尔默线系)可以证明电子层的存在。
根据经典电磁理论,绕原子核高速旋转的电子不断地从原子中发射电磁波。
但从图中可以看出,氢原子的光谱图像是离散的,这与经典电磁学的计算结果相矛盾,之后格拉斯·埃尔提出了电子壳层的概念,成功引入了里德堡公式(σ=R '×[ (n^-2)-(m^-2)]),描述了氢原子的光谱。
里德伯常数 R' 和普朗克常数已经联系起来,电子壳层的存在现已被认可 [2]。
正常情况下,氢原子的电子在最靠近原子核的电子壳层上运动,此时不释放能量。
此时电子的状态称为“基态”。
当氢原子接收到来自外界的能量(例如热量、放电、辐射能等)时,它的电子可以跃迁到远离原子核的电子层。
此时电子的状态被称为“”。
当电子从离原子核较远的电子壳层跳跃到能量相对较低、离原子核较近的电子壳层时,能量就会以光的形式释放出来。
光的频率ν与两个电子层之间的能量差∣E2-E1∣有如下关系[3]: hv=∣E2-E1∣ 其中h为普朗克常数(6.62×10^-27 Erg·秒) )。
),因为电子层是不连续的,所以电子转移释放的能量也是不连续的(量子化的)。
这种不连续能量在光谱中的反射是线性光谱。
在现代量子力学模型中,描述电子层的量子数称为主量子数或量子数n。
n的值为正整数1、2、3、4、5、6、7,相应的符号为K、L、M、N、O、P、Q。
对于氢原子,n是常数,能量它的运动状态是恒定的。
一般来说,n越大,电子壳层的能量越高。
每个电子层可以容纳有限数量的电子,即2n^2。
然而,如果电子层是原子的最外层,它最多只能容纳8个电子,而下一个最外层最多可以容纳18个电子[4]。
主量子数 1234567 电子层 KLMNOPQ0 组电子数 22,82,8,82,8,18,82,8,18,18,82,8,18,32,18,8 无 如果其中有电子 中激发态,光子可以随之而来相应能量的变化导致电子受到受激辐射并释放具有相同能量的光子。
要求是电子返回到较低能级时释放的能量必须与作用在其上的光子的能量相匹配。
此时,受激释放的光子和原始光子朝同一方向移动,这意味着两个光子的波是同步的。
这一原理被用来开发激光器,激光器是能够以非常窄的频率产生光的光源。
在越来越多的光谱实验中,人们发现,当电子在两个相邻电子层之间通过时,会出现几条相似的谱线,表明同一电子层中存在能量差异。
这种差异称为“电子子能级”。
,也称为“能级”。
能级(电子子层) 如果用更精密的光谱仪观察氢原子光谱,你会发现原来的整条谱线又被分裂,意味着两个量子化的电子层之间存在一个细化的能级,称为“能量”称为能级”。
每个电子层由一个或多个能级组成,同一能级的能量相同。
描述能级的量子数称为角量子数(角量子数),用“l”表示。
对于每个电子层对应的主量子数n,l的取值可以是0、1、2、n-1,即 h. 总共有n个能级,因为第一个电子层K有n=1,即只有一个能级,而n=2的L层有两个能级,在光谱中反映为两个非常相似的光谱线。
从第一周期到第七周期的所有元素中总共发现了 4 个能级,分别标记为 s、p、d 和 f。
理论上,第五个能级将在第八个周期出现。
电子层KLMN角量子数(l)的主量子数n1234取值00,10,1,20,1,2,3。
能级符号 1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f 能级划分 多个电子 在原子中,当价电子渗入原子内部时,内部电子对原子核的屏蔽作用减弱,从而对应于有效效应随着电荷数的增加而减小,因此电子上的引力增大,原子的系统能量减小。
由此不难得出,在主量子数n相同的情况下,原子轨道根据不同的轨道角动量数l形成不同,即价电子处于不同轨道时,原子的能量减少为。
也不同。
幅材渗透效果越明显,能量降低幅度越大。
s、p、d、f能级的能量不同。
这种现象称为“能级分裂”。
屏蔽效应的主要原因是原子核外电子之间静电力的相互排斥,削弱了原子核与电子之间的相互作用吸引力:s能级的电子排斥p能级的电子而“将 p- 电子推离原子核 屏蔽顺序为 ns>np>nd>nf 因为能量离原子核越远,因此能量顺序与屏蔽顺序成反比。
鲍林的近似能级图具有嵌套在不同能级之间的能级电子层之间也存在着相互作用。
这种交互称为“钻取效应”。
原理是钻通效应的能量比较高,前一个电子层的s能级比下一个电子层的s能级能量高。
即d层和s层嵌套,f层与d层和s层同时嵌套。
中国化学家徐光宪提出了计算能级的经验定律:一个能级的能量约为n+0.7l。
美国著名化学家莱纳斯·鲍林也通过计算给出了近似的能级图(见右图)。
该图近似描述了各个能级的能量,具有广泛的应用[5]。
当轨道中存在外部磁场时,会发生更精细的分裂。
这种现象称为塞曼效应(电场引起的分裂称为斯塔克效应)。
外部磁场不存在,这意味着同一能级的电子具有相同的能量但运动方向不同,因此不同方向的洛伦兹力作用于它们。
描述这些电子运动的量子数称为磁量子数(MagneticQuantumNumber),符号为“m”。
对于每个特定能级(电子子能级),m都有一个与电子层无关的特定值(每个电子层中的能级具有相同的轨道数) 能级 spdf 磁量子数 1357 轨道数 1357 轨道的形状根据Y(θ, φ)的球面坐标可以确定薛定谔方程是一个简单的球路径。
p面轨道呈哑铃形,占据空间直角坐标系的x、y和z轴,即 h. 存在三个不同方向的轨道。
d轨道更复杂,f能级的七个轨道更复杂。
所有轨道的角分布波函数图像可以在原子轨道和分子轨道图库中找到[6]。
高分辨率自旋光谱的事实表明,即使在原子核之外,电子也存在一种奇特的量子化运动,称为自旋运动,使用自旋磁量子数( spinm.q.n )意味着每个轨道最多容纳两个电子具有相反的旋转可以。
记为“↑↓”,但必须注意的是,这里的自转与地球的自转不同,自转的本质仍然是一个等待被发现的未解之谜[4]。
“自旋”是我们一般理解的一个术语,但它实际上是电子的一种内在运动。
原子核也可以有净自旋。
通常,由于热平衡,这些原子核是随机定向的。
然而,对于某些特定元素,例如氙129,部分核自旋也可能被极化。
这种情况称为超极化,在磁共振成像中具有重要的应用。
编辑本段总结一下原文中电子的排列:轨道的运动遵循三个原理:最小能量原理、泡利不相容原理、洪德法则。
最小能量原理 最小能量原理是指在原子核外运动的电子总是优先选择占据能量较低的轨道,从而使整个系统处于能量最低的状态。
泡利不相容原理物理学家泡利根据众多事实的总结提出:两个相同的费米子不可能同时具有相同的量子物理态。
泡利不相容原理应用于电子排列,可以表示为:同一轨道中最多的原子轨道可以容纳两个自旋相反的电子。
这个原理有两个后果:①如果两个电子在同一轨道上,它们的自旋方向一定不同。
② 如果两个电子自旋相同,则它们不能在同一轨道上。
③ 每个轨道最多可容纳两个电子。
洪德法则 基于大量光谱和电离势数据的总结,洪德法则提出排列在简并轨道上的电子尽可能占据不同的轨道并具有平行自旋[5]。
对于同一电子子壳层,当电子构型为全满(s^2、p^6、d^10、f^14)或半满(s^1、p^3、d^5、f^7)时。
当一切为空时(s^0,p^0,d^0,f^0),它是相对稳定的。
电子构型:最初,电子结构图仅用于表示原子的微观结构。
但电子结构图只能表示原子的电子层,而不能表示能级和电子轨道。
电子排布表示如下:能级符号前的数字表示该能级所在的电子层,能级符号后的索引表示该能级的电子数,电子基于能量按照“能级分级”。
阶段顺序遵循“能量最小原理”、“泡利不相容原理”和“洪德法则”三个规则。
此外,虽然电子首先进入4s轨道,然后进入3d轨道(交错能级的顺序),但在写入时,它仍然按照1s∣2s,2p∣3s,3p,3d∣4s的顺序进行。
示例 H: 1s^1 F: 1s^2∣2s^2,2p^5 S: 1s^2∣2s^2, 2p^6∣3s^2, 3p^4 Cr: 1s^2∣2s^2, 2p^6∣3s^2.3p^6.3d^5∣4s^1(注意粗体数字,它们 是 3d^5.4s^1 而不是 3d^4.4s^2,因为 d 轨道半充满了 5 个电子(状态,反映了洪德规则)。
简化的电子构型。
为了使书写更容易,通常用惰性气体结构代替电子构型。
示例: Cr: 1s^2∣2s^2.2p^6∣3 s^2.3p^6.3d^5∣4s^1 化简后: [Ar]3d^5∣4s^1 化简后有剩余的电子构型参与化学反应的价电子在元素周期表中有一个记号。

电子在真空中运动会形成电磁场吗

是的。
电子的运动产生电流,电流又产生磁场,因此电场和磁场都存在。
但如果电子以匀速运动,则电流为稳定电流,稳定电流产生的磁场为静磁场,不能再产生电场。
没有电磁辐射。