电子围绕原子核运动,为什么2,8,18为稳定结构 原子核外电子为什么要8个才稳定?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01
这是电子亚层轨道决定的。

经典物理认为:电子在核外排布成层,也就是所谓的原子的行星模型。根据电子能量的不同,电子离核的距离也不同,电子能量越大,离核越远。由此形成了K、L、M、N、O、P、Q……这也是周期表中7个周期的来历。只有1个电子层是一周期元素,2个电子层的是二周期元素……依次类推。

但是,电子的能量也分有很多种,动能、势能……具体下来有转动动能、平动动能等,简单的说,电子除了绕核公转外,还要绕自己本身自转,就像地球一样。自转也会有能量,核物理中称为自旋。除了粒子自旋外,其所在轨道也有自旋,耦合之后会出现一些很复杂的现象。总之,如果你上化学竞赛的话,老师会给你仔细讲解这部分内容的,打很难打出来,你上网查也可以。电子因为这些有4个量子数:主量子数n、角量子数l、磁量子数m,自旋量子数ms。

这些都是能量相关的,几种不同能量的交叠,导致了一个现象:就是比如第5层的电子不一定就在第4层的外面,这个现象类似于冥王星,虽然它离太阳最远,但是因为它的轨道偏离其它8大行星所在轨道平面(相当于轨道自旋),所以,很大部分时间里,冥王星实际距日距离比海王星还近,也就是说有一段时间实际上海王星会旋转到冥王星外面。

对应原子物理学中的电子,电子就有s电子(角量子数l=0,轨道圆形)、p电子(角量子数l=1,轨道无柄哑铃形)、d电子、f电子……

实际上因此的能量排布就有了变化:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p…当电子受到原子核的吸引进驻1s轨道开始,直到7p轨道排满,原子核所在空间就已经被118个电子紧紧包围。换句话说,此时的这个原子核就是118号元素Uuo。

仔细看你就会发现,1s(一周期元素),2s、2p(二周期元素),3s、3p(三周期元素),4s、4p(四周期元素),5s、5p(五周期元素),6s、6p(六周期元素),7s、7p(七周期元素),每一个壳层都是以sp收尾(一周期例外,所以一周期的氢和氦是2个电子为稳定结构),而d、f的出现,都会在其前面间有更外一层的s电子。换句话说,每一周期的元素,最终,最外层电子必须是s电子或者是p电子。——这是角量子数的原因,暂时记作因素①。

再看一个空间量子数m(也就是磁量子数,它是角量子数的空间投影。)对于s电子,l=0,m=0(值有1个,也就是说它只有一个空间投影);p电子,l=1,m=-1,0,1(值有3个,也就是说p轨道实际上在空间有3层投影,简单说来,同一个主轨道中,p轨道实际上有3根。p轨道算亚层轨道。);d电子,l=2,m=-2,-1,0,1,2(值有5个,也就是说有5根d轨道。)……由此,结合①,我们知道,除了一周期外(一周期只有1s轨道,一根主轨道,不分层,可以认为没有亚层轨道。),其余的周期元素都是s、p结尾,最多在最外层有1s+3p,4根亚层轨道。这是磁量子数作用的结果,记作因素②。

最后一个自旋量子数ms,自旋只有两个方向,要么顺时针,要么逆时针,而在同一根亚层轨道里,仅能容纳两个自旋相反的电子。要解释这个现象,首先,发挥你睿智的想象力,把电子首先想成一个带负电的金属球,而且这个球还在自转。金属球围绕着自己的一条对称轴逆时针方向转动,负电荷在球的表面将形成一股顺时针方向的电流。当两个这样的金属球靠拢时,它们彼此之间除了受到库仑排斥力(同种电荷互相排斥)外,还将受到这个“电流”所引起的安培力影响。当两个球自转方向相同的时候,在内侧切向上的电流方向是“↓↑”相反的,根据左手定则可以判断出两个球受到的力是一个排斥力。而两球自转方向相反的时候,内侧切向上的电流方向是“↓↓”相同的,同理可以知道,这种情况下的两个球受到的力是吸引力。关于这点,不信的话可以自己拿两根平行的导线通电之后做做实验,看看是不是“同向相吸,异向相斥”。另外,还得说在自然界普遍存在的一个原理——能量最低原理!何为“能量最低”,意思就是说自然界中的物体始终有一个对外释放能量的趋势,以保持自身能量最低。——这可以作为第③个因素,也就是每个亚层轨道容纳2个电子。

综上所述:2×4=8。4是4个亚层轨道。最外层只能排到8个电子
这是由原子核外电子排列的所遵循的能量最低原理决定的。在各层中,离原子核远,电子的能量越大,电子都首先排满能量低的运行轨道,这样排列到到最外层时,能量最低的轨道只有八个,如果电子多于八个,还有比此能量要求低的轨道(同一层也因轨道不同而能量不同)可以排布电子。因此,就造成了最外层电子最多只能有八个
8电子是稳定结构,太多或太少都会不稳定

为什么我们物理老师说原子的最稳定时,原子核外电子的排列是2 ,8 ,8~~~~~~

最外层电子数8个为稳定结构(H是2个)
每层最多容纳2*n的平方个(n是电子层数)
电子层最多为7层
最外层电子数小于等于8个
次外层电子数小于等于18个
最外层电子数与族有关 电子层数与周期有关

这是电子亚层轨道决定的。
经典物理认为:电子在核外排布成层,也就是所谓的原子的行星模型。
根据电子能量的不同,电子离核的距离也不同,电子能量越大,离核越远。
由此形成了K、L、M、N、O、P、Q……这也是周期表中7个周期的来历。
只有1个电子层是一周期元素,2个电子层的是二周期元素……依次类推。
但是,电子的能量也分有很多种,动能、势能……具体下来有转动动能、平动动能等,简单的说,电子除了绕核公转外,还要绕自己本身自转,就像地球一样。
自转也会有能量,核物理中称为自旋。
除了粒子自旋外,其所在轨道也有自旋,耦合之后会出现一些很复杂的现象。
总之,如果上化学竞赛,老师会给仔细讲解这部分内容的,打很难打出来,上网查也可以。
电子因为这些有4个量子数:主量子数n、角量子数l、磁量子数m,自旋量子数ms。
这些都是能量相关的,几种不同能量的交叠,导致了一个现象:就是比如第5层的电子不一定就在第4层的外面,这个现象类似于冥王星,虽然它离太阳最远,但是因为它的轨道偏离其它8大行星所在轨道平面(相当于轨道自旋),所以,很大部分时间里,冥王星实际距日距离比海王星还近,也就是说有一段时间实际上海王星会旋转到冥王星外面。
对应原子物理学中的电子,电子就有s电子(角量子数l=0,轨道圆形)、p电子(角量子数l=1,轨道无柄哑铃形)、d电子、f电子……
实际上因此的能量排布就有了变化:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p…当电子受到原子核的吸引进驻1s轨道开始,直到7p轨道排满,原子核所在空间就已经被118个电子紧紧包围。
换句话说,此时的这个原子核就是118号元素Uuo。
仔细看就会发现,1s(一周期元素),2s、2p(二周期元素),3s、3p(三周期元素),4s、4p(四周期元素),5s、5p(五周期元素),6s、6p(六周期元素),7s、7p(七周期元素),每一个壳层都是以sp收尾(一周期例外,所以一周期的氢和氦是2个电子为稳定结构),而d、f的出现,都会在其前面间有更外一层的s电子。
换句话说,每一周期的元素,最终,最外层电子必须是s电子或者是p电子。
——这是角量子数的原因,暂时记作因素①。
再看一个空间量子数m(也就是磁量子数,它是角量子数的空间投影。
)对于s电子,l=0,m=0(值有1个,也就是说它只有一个空间投影);
p电子,l=1,m=-1,0,1(值有3个,也就是说p轨道实际上在空间有3层投影,简单说来,同一个主轨道中,p轨道实际上有3根。
p轨道算亚层轨道。
);
d电子,l=2,m=-2,-1,0,1,2(值有5个,也就是说有5根d轨道。
)……由此,结合①,知道,除了一周期外(一周期只有1s轨道,一根主轨道,不分层,可以认为没有亚层轨道。
),其余的周期元素都是s、p结尾,最多在最外层有1s+3p,4根亚层轨道。
这是磁量子数作用的结果,记作因素②。
最后一个自旋量子数ms,自旋只有两个方向,要么顺时针,要么逆时针,而在同一根亚层轨道里,仅能容纳两个自旋相反的电子。
要解释这个现象,首先,发挥睿智的想象力,把电子首先想成一个带负电的金属球,而且这个球还在自转。
金属球围绕着自己的一条对称轴逆时针方向转动,负电荷在球的表面将形成一股顺时针方向的电流。
当两个这样的金属球靠拢时,它们彼此之间除了受到库仑排斥力(同种电荷互相排斥)外,还将受到这个“电流”所引起的安培力影响。
当两个球自转方向相同的时候,在内侧切向上的电流方向是“↓↑”相反的,根据左手定则可以判断出两个球受到的力是一个排斥力。
而两球自转方向相反的时候,内侧切向上的电流方向是“↓↓”相同的,同理可以知道,这种情况下的两个球受到的力是吸引力。
关于这点,不信可以自己拿两根平行的导线通电之后做做实验,看看是不是“同向相吸,异向相斥”。
另外,还得说在自然界普遍存在的一个原理——能量最低原理。
何为“能量最低”,意思就是说自然界中的物体始终有一个对外释放能量的趋势,以保持自身能量最低。
——这可以作为第③个因素,也就是每个亚层轨道容纳2个电子。
综上所述:2×4=8。
4是4个亚层轨道。
最外层只能排到8个电子
这是由原子核外电子排列的所遵循的能量最低原理决定的。
在各层中,离原子核远,电子的能量越大,电子都首先排满能量低的运行轨道,这样排列到到最外层时,能量最低的轨道只有八个,如果电子多于八个,还有比此能量要求低的轨道(同一层也因轨道不同而能量不同)可以排布电子。
因此,就造成了最外层电子最多只能有八个
8电子是稳定结构,太多或太少都会不稳定


#竺胆烟# 为什么2电子8电子稳定与形成离子有关与形成离子键无关 -
(15582762254): 主要同原子核外电子分布,电子能级有关

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(15582762254): 按电子层排,一共有六层,分别为K、L、M、N、O、P六层.原子核外只有一层电子时,第一层就为K层,2个电子为稳定结构.排电子是由KLMNOP的顺序不断推进的.

#竺胆烟# 为什么铜的原子结构式会是2 - 8 - 18 - 1 -
(15582762254): 因为最外面一层不能超过8个电子.等学到电子排布的时候就明白了.当排布到Ca的时候,N层排完了,开始继续排M层,一个电子一个电子地放,所以Cu正常来讲应该是2-8-17-2,但是M层总共能排18个电子,如果把N层上一个电子放到M层3d轨道的最后一个里,那么就会形成“全满”,更加稳定.所以Cu: 2-8-18-1.我刚刚中学毕业,记得不太详尽,请原谅.

#竺胆烟# 为什么电子能够稳定的围绕原子核运动呢???理论物理
(15582762254): 经典电动力学不能解释这个现象,因为电子变速运动会有电磁辐射,能量会减小.但在量子力学中,由于不确定关系,如果将电子限制在非常靠近原子核的区域,则动量的起伏会很大,导致动能很大,总的能量反而会很高.所以能量最低的状态时电子与原子核保持一定的距离.具体可以查看任何一本量子物理的书.

#竺胆烟# 电子为什么围绕原子核旋转? -
(15582762254): 原子核带正电荷,电子带负电荷,原子核把电子吸引,同时原子核内有强子,在一个原子的范围内产生作用力很强的强力,拉住了电子,电子为了稳定于是绕着原子核以接近光速的速度绕原子核作圆周运动,产生离心力抵消和原子核之间的引力.当然,在引力达到一定大小时,电子能被吸入原子核内,甚至原子核塌缩进入中子,实例:恒星生命结束后不断塌缩成为中子星,它的密度极大,引力也极大.

#竺胆烟# 为什么说电子在轨道上绕核运动是稳定的,不产生电磁辐射? -
(15582762254): 假如不稳定的,或产生电磁辐射 那么能量会越来越小 电子就会离原子核越来越进 原子的半径会缩小到原子核大小,而实际实验测出的数量级不符

#竺胆烟# 原子的最外层电子数越接进8越稳定? -
(15582762254): ①分子中若含有氢元素,则氢原子不能满足最外层八电子稳定结构,但它满足K层为最外层两个电子的稳定结构.同样Be原子最外层只有两个电子,在其化合物中最外层电子数也不可能满足八电子的稳定结构. ②分子中若不含有氢元素,可按下...

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(15582762254): 电子绕著原子核转这种说法其实是不对的.人们刚开始研究电子的时候,电子在原子核周围分布而不会掉进核心.开始了一种假想,最直接的也就是想象成地球和太阳的关系了.因为这样符合常理.人们好理解也好接受,但到后来,发现电子并不是围绕著原子核转动,只是按概率在原子核周围出现而已,经过科学家们的努力,创立了量子力学,得出了薛定谔方程,这样才给出了一个合理的解释,量子力学的观点与我们常见的理论是不统一的,必须换个角度去思考.就像是相对论与经典力学的关系一样.

#竺胆烟# 电子为什么能绕着原子核运动 -
(15582762254): 因为电子带负电,原子核带正点,异性相吸,这个力提供电子绕原子核做圆周运动,所以电子可以绕着原子核运动