空轨道就是原子核外没有电子的轨道,例如氢离子的外层轨道。
对于某元素原子的核外电子排布情况,先确定该原子的核外电子数(即原子序数、质子数、核电荷数),如24号元素铬,其原子核外总共有24个电子,然后将这24个电子从能量最低的1s亚层依次往能量较高的亚层上排布。
只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层,每一个亚层上最多能够排布的电子数为:s亚层2个,p亚层6个,d亚层10个,f亚层14个。
扩展资料
遵守原则
1、泡利不相容原理
可以简单叙述为:一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反。因而可知s亚层只有一个轨道,因而最多只能容纳两个电子,p亚层有三个轨道,最多可容纳六个电子。
也可以得知,第一电子层K层中因只有1s亚层,所以最多可容纳两个电子,而第二电子层L层中有2s和2p亚层,总共可以容纳八个电子,可的第n层中最多可容纳的电子数为2乘以n的平方个电子。
2、能量最低原理
自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反泡利原理的条件下,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。
参考资料来源:百度百科——空轨道
参考资料来源:百度百科——轨道表示式
原子轨道的种类取决于主量子数(n)、角量子数(l)和磁量子数(ml)。其中,主量子数就相当于电子层,角量子数相当于亚层,而磁量子数决定了原子轨道的伸展方向。另外,每个原子轨道里都可以填充两个电子,所以对于电子,需要再加一个自旋量子数(ms),一共四个量子数。
n可以取任意正整数。在n取一定值时,l可以取小于n的自然数,ml可以取±l。不论什么轨道,ms都只能取±1/2,两个电子自旋相反。因此,s轨道(l=0)上只能填充2个电子,p轨道(l=1)上能填充6个,一个轨道填充的电子数为4l+2。
具有角量子数0、1、2、3的轨道分别叫做s轨道、p轨道、d轨道、f轨道。之后的轨道名称,按字母顺序排列,如角量子数l=4时叫g轨道。
电子的排布遵循以下规则:
构筑原理:整个体系的能量越低越好。一般来说,新填入的电子都是填在能量最低的空轨道上的。
洪德规则:电子尽可能的占据不同轨道,自旋方向相同。
包利不相容原理:在同一体系中,没有两个电子的四个量子数是完全相同的。
能级交错:同一亚层中的各个轨道是简并的,能级交错是电子随核电荷递增填充电子次序上的交错,并非先填能级的能量一定比后填能级的能量低。各亚层之间有能级交错现象。
同一亚层中,全充满、半充满、全空的状态是最稳定的。这种方式的整体能量比3d44s2要低,因为所有亚层均处于稳定状态。
有空轨道在化学中指的是一个原子或分子中的电子能够占据的尚未被填充的分子轨道。当原子或分子发生化学反应或形成化学键时,电子往往通过重新排布以填充或占据这些空轨道。
①知识点定义来源&讲解:
有空轨道这个概念来源于量子力学和分子轨道理论。根据量子力学的原理,电子在原子或分子中存在于不同的能级和轨道中。当原子或分子的电子配置处于高能级的轨道时,这些轨道将被视为具有空的能级或空的电子轨道。
②知识点运用:
有空轨道在化学反应中发挥着重要的作用。当原子之间或分子之间进行化学键的形成时,通常会涉及电子从填充的轨道转移到空的轨道。这种转移可以通过共价键的形成、电子云的重叠以及电子的重新分布来实现。
有空轨道还可以用于解释许多化学现象,例如光激发、电子传递和催化反应等。在这些过程中,电子能够从填充的轨道跃迁到空的轨道,从而发生电荷转移、能量转移或化学反应。
③知识点例题讲解:
例题:在水分子中,氧原子的电子配置是1s^2 2s^2 2p^6。请说明氧气分子(O2)中的有空轨道。
解析:根据氧原子的电子配置,氧原子的价层轨道填满了2个s轨道的电子和4个p轨道的电子,故氧原子的价层轨道已经占据了所有电子。
然而,在氧气分子(O2)中,由于两个氧原子共享电子,会形成氧气分子的分子轨道。根据氧气分子的分子轨道理论,氧气分子的σ2s和σ2s*分子轨道会形成有空轨道。
因此,在氧气分子(O2)中,有空轨道是σ2s*分子轨道。