递建原理(构造原理或者Aufbau原理)是什么意思?

时间:2021-06-16 09:36:57   作者:

什么是构造原理?


是构造原理规定了电子在一个原子基态的原子轨道中填充的方式。它指出,电子是按轨道能级的递增顺序填入原子轨道的。根据奥夫堡原理,最低能级的原子轨道先于更高能级的原子轨道被占据。

Aufbau这个词来源于德语,可以大致翻译为construct或build up。下面的图表说明了原子轨道被填满的顺序。这里n为主量子数,l为方位量子数。

递建原理(构造原理或者Aufbau原理)是什么意思?

构造原理可以用来理解电子在原子中的位置及其相应的能级。例如,碳有6个电子它的电子排布是1s²2s²2p²

值得注意的是,每个轨道最多可以容纳两个电子(根据泡利不相容原理)。此外,电子被填入单一亚层轨道的方式必须遵循洪德法则,即在一个给定亚层的每一个轨道必须被电子单独占据,在任何两个电子在一个轨道上配对之前。


构造原理的显著特征


1、根据构造原理,电子首先占据那些能量最低的轨道。这意味着只有当低能量的轨道被完全填满时,电子才会以更高的能量进入轨道。

2、轨道能量增加的顺序可以通过(n+l)规则来确定,其中主量子数和方位角量子数的和决定了轨道的能级。

3、较低的(n+l)值对应较低的轨道能量。如果两个轨道具有相等的(n+l)值,则n值较低的轨道具有较低的能量。

4、电子填充轨道的顺序是1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p,等等。

不同亚壳层之间的能隙如下所示。

递建原理(构造原理或者Aufbau原理)是什么意思?

半满亚壳层在轨道上具有较低的电子-电子斥力,从而增加了稳定性。同样地,完全填满的亚层也增加了原子的稳定性。因此,一些原子的电子构型不符合Aufbau原理(取决于轨道之间的能量间隙)。

例如,铜是这个原理的另一个例外,其电子配置对应于3 d¹⁰4 s¹。
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