如何理解泡利不相容原则

如何理解泡利不相容原则,第1张

1.能量最低原理

原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里,然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里。能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1~36号元素来说,应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。

2.泡利原理

(1)在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,这一原理被称为泡利原理。

(2)因为每个原子轨道最多只能容纳 2个电子且自旋方向相反,所以从能层、能级、原子轨道、自旋方向四个方面来说明电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的。如氟原子的电子排布可表示为1s22s22p2p2p,由于各原子轨道中的电子自旋方向相反,所以9个电子的运动状态互不相同。

3.洪特规则

(1)在相同能量的原子轨道上,电子的排布将尽可能占据不同的轨道,而且自旋方向相同,这就是洪特规则。

(2)通俗地说,洪特规则可以表述为电子总是尽量自旋平行地分占不同的轨道。如碳原子的电子排布图是,而不是。

(3)洪特规则的特例

在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。

(1)泡利不相容原理---同一个轨道里,不能有四个量子数完全相同的两个电子!

推理---同一个轨道里的两个电子自旋必定相反!

简单解释:同一个轨道里的两个电子,一个正自旋,一个反自旋!

(2)能量最低原理---核外电子排布,尽先占据能量最低的轨道!

简单解释---能级交错!1s2,2s2,2p6,3s23p6,4s2,3d10,4p6

(3)洪特规则---电子尽先分占不同的轨道,且自旋相同!

推理---轨道半满,轨道全满是比较稳定的状态!

简单解释:(7)N---1S2,2S2,2Px,2Py,2Pz

泡利不相容原理是指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n^2个。

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