为什么原子的最外层上最多只能有8个电子,而次外层上最多只能有18个电子
与核外电子排布规律有关。
在原子核附近出现的概率较大的电子,可更多地避免其余电子的屏蔽,受到核的较强的吸引而更靠近核,这种进入原子内部空间的作用叫做钻穿效应。钻穿作用与原子轨道的径向分布函数有关。l愈小的轨道径向分布函数的个数愈多,第一个峰钻得愈深,离核愈近。
2s比2p多一个离核较近的小峰,说明2s电子比2p电子钻穿能力强,从而受到屏蔽较小,能量较2p低。
在原子里,原子核位于整个原子的中心,电子在核外绕核作高速运动,因为电子在离核不同的区域中运动,我们可以看作电子是在核外分层排布的。
按核外电子排布的3条原则将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围,发现核外电子排布遵守下列规律:原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上(离核较近);若电子层数是n,这层的电子数目最多是2*(n^2)个。
无论是第几层,如果作为最外电子层时,那么这层的电子数不能超过8个,如果作为倒数第二层(次外层),那么这层的电子数便不能超过18个。
这一结果决定了元素原子核外电子排布的周期性变化规律,按最外层电子排布相同进行归类,将周期表中同一列的元素划分为一族;按核外电子排布的周期性变化来进行划分周期。
扩展资料
稀有气体原子一般不易于其他物质发生化学反应,它们的原子最外层有8个(氦为2个)电子,这样的结构被认为是稳定结构。
金属原子的最外层电子数一般小于4,在化学反应中易失去最外层电子,使次外层成为最外层,从而达到稳定结构。此时该微粒带正电,形成阳离子。
非金属原子的最外层电子数一般大于4,在化学反应中容易得到电子,使最外层达到稳定结构。此时该微粒带负电,形成阴离子。
电子并不会凭空产生或消失,比如钠原子容易失去1个电子,此时若刚好遇到愿意得到一个电子的氯原子,通过电子的得失,钠离子和氯离子相互作用,形成了新物质氯化钠(NaCl)。
它是食盐的主要成分。除氯化钠外,氧化镁(MgO)、氯化钾(KCl)等很多物质都是由离子构成的,离子也是构成物质的一种基本粒子。
参考资料来源:百度百科-能级交错
参考资料来源:百度百科-核外电子排布
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。原因http://zhidao.baidu.com/question/67950762.html,http://zhidao.baidu.com/question/66459846.html,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
我摘抄的