在分子轨道中:p轨道不是哑铃状的吗?为什么π键会横着画

在分子轨道中:p轨道不是哑铃状的吗?为什么π键会横着画,第1张

P轨道是哑铃状,那么两个P轨道加在一起应该是一个更大的哑铃状,你是这样理解吗?但是电子轨道的交盖并不是简单的一加一。两个轨道重叠得到的电子云比原来单个轨道的电子云密度更大,密度越大能量就越高。化学键的形成要攀越一个能垒,然后再释放出能量,形成能量较低较稳定的体系,这个就是成键轨道。那么当两个P轨道重叠在一起的时候能量很高,为了能够成键,要释放能量,于是就把原来哑铃状的P轨道铺开,使得电子云密度均匀了,没那么大了,就稳定了。兀键就横着画了。

描述能级的量子数称为角量子数(angular quantum number)用“l”表示。对于每一个电子层对应的主量子数n,l的取值可以是0、1、2、n-1,也就是说,总共有n个能级,因为第一电子层K的n=1,所以它只有一个能级,而n=2的L层就有两个能级,表现在光谱上就是两条非常相近的谱线。

从第一到第七周期的所有元素中,人们共发现4个能级,分别命名为s,p,d,f。从理论上说,在第八周期将会出现第五个能级。

主量子数n 1 2 3 4

电子层 K L M N

角量子数(l)取值 0 0,1 0,1,2 0,1,2,3

能级符号 1s 2s,2p 3s,3p,3d 4s,4p,4d,4f

能级分裂

s,p,d,f能级的能量有大小之分,这种现象称为“屏蔽效应”,屏蔽效应产生的主要原因是核外电子间静电力的相互排斥,减弱了原子核对电子的吸引:s能级的电子排斥p能级的电子,把p电子“推”离原子核,p、d、f之间也有类似情况

总的屏蔽顺序为

ns>np>nd>nf

因为离核越远,能量越大,所以能量顺序与屏蔽顺序成反比

能量顺序为

ns<np<nd<nf

鲍林的近似能级图

能级交错

同一电子层之间有电子的相互作用,不同电子层之间也有相互作用,这种相互作用称为“钻穿效应”,其原理较为复杂,钻穿效应的直接结果就是上一电子层的d能级的能量高于下一电子层s的能量。即,d层和s层发生交错,f层与d层和s层都会发生交错。

我国化学家徐光宪提出了一条能级计算的经验定律:能级的能量近似等于n+07l。

美国著名化学家莱纳斯·鲍林也通过计算给出了一份近似能级图(见右图)这幅图近似描述了各个能级的能量大小,有着广泛的应用[5]。

轨道

在外部磁场存在的情况下,许多原子谱线还是发生了更细的分裂,这个现象被叫做塞曼效应(因电场而产生的裂分被称为斯塔克效应),这种分裂在无磁场和电场时不存在,说明,电子在同一能级虽然能量相同,但运动方向不同,因而会受到方向不同的洛伦兹力的作用。这些电子运动

描述轨道的量子数称为磁量子数(magnetic quantum number)符号“m”,对于每一个确定的能级(电子亚层),m有一个确定的值,这个值与电子层无关(任何电子层内的能级的轨道数相同)

能级 s p d f

磁量子数 1 3 5 7

轨道数 1 3 5 7

轨道的形状可以根据薛定谔方程球座标的Y(θ,φ)推算,s能级为一个简单的球形轨道。p能级轨道为哑铃形,分别占据空间直角坐标系的x,y,z轴,即有三个不同方向的轨道。d的轨道较为复杂,f能级的七个轨道更为复杂。

哑铃形的p轨道是波函数的角度部分的图像。而波函数来自于描述核外电子运动状态的薛定谔方程。薛定谔方程解出来的结果不是一个纯数,而是一个函数式,p轨道是其中的一种,也是函数式,而根据这个函数式可以取点作图(这点和直线方程作图的道理一样),画出来的结果就是一个哑铃形图像。

原因:电子运动是几率云,是统计规律,不是线性运动。

1、电子是一种微观粒子,在原子如此小的空间(直径约10⁻¹⁰m)内运动,核外电子的运动与宏观物体运动不同,没有确定的方向和轨迹,只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会(几率)的大小。

2、p轨道是一个很稳定的轨道,其稳定性仅次于s轨道,为能量第二低的轨道,其电子出现密度的形象是哑铃形,呈线性对称,换句话说,p轨道是一个双哑铃形或吊钟形的轨道。

扩展资料

电子的相关性质:

1、由电子与中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核,电子的质量显得极小。

2、物质的电子可以失去也可以得到,物质具有得电子的性质叫做氧化性;物质具有失电子的性质叫做还原性。物质氧化性或还原性的强弱由得失电子难易决定,与得失电子多少无关。

3、电子被归在亚原子粒子中的轻子类。轻子是物质被划分的作为基本粒子的一类。电子带有二分之一自旋,满足费米子的条件(按照费米-狄拉克统计)。

参考资料来源

-p轨道

-电子

角度部分图形

一般说px轨道是哑铃形状的是指px的电子云(尽管真正的也并非是哑铃形, 一般书上用的是电子云角度分布图,而不是真正的电子云图), 电子云表示不同区域的概率, 没有正负之分, 是对称的

电子云角度分布图

而px的轨道实际上是以yz平面为节面, 平面上下是反对称的(大小相等, 符号相反), 其生成成键分子轨道时,要符号(位相)相同, 生成反键轨道时符号相反(px轨道角度不好看, 用py代替, py与px形状一样,方向不同而已)

轨道轮廓图

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