電子軌域勞作

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一、先備知識

  1. 包立不相容原理:兩個全同的費米子(如電子)不能處於相同的量子態。=>兩個量子組態一樣的電子,不能存在於相同的軌域中。
  2. 原子的電子軌域:第一層為 1S ,球形;第二層為 2S,2Px,2Py,2Pz;第三層為 3S,3Px,3Py,3Pz,其他軌域先忽略。
    • s:1種形狀,球狀對稱
    • p:3種p軌域,形狀一樣但方向不同
    • 同層 S,Px,Py,Pz
  3. 更完整的電子軌域圖示:
  4. 元素電子組態
    s1 s2
    1

    1.008
    2

    4.003
    s1 s2 p1 p2 p3 p4 p5 p6
    3

    6.941
    4

    9.012
    5

    10.81
    6

    12.01
    7

    14.01
    8

    16.00
    9

    19.00
    10

    20.18
    11

    22.99
    12

    24.31
    13

    26.98
    14

    28.09
    15

    30.97
    16

    32.07
    17

    35.45
    18

    39.95
    19

    39.1
    20

    40.08

    二、操作

    1. 每組發電子軌域紙、剪刀、雙面膠共用
    2. 參考前人的模型
    3. 組合出二氧化碳…等分子:H2,O2,H2O,CO2,CH4
      1. 先從元素電子組態中找到要使用的原素。
      2. 看那個元素電子有幾層,在紙模型上剪出相應的電子軌域層數,並在中心部位(原子核部位)寫上元素符號。
      3. 查出該原子共應有幾顆電子,由內層到外層,用筆畫濃點表示電子,每個軌域可以空著、放入一顆電子、放入兩顆電子,但不能放入三顆或更多電子。
      4. 運用「兩個原子各只有一顆電子的軌域可以融合,讓融合後的軌域可以擁有兩顆電子」的原理,結合兩個或更多原子。氫原子軌域融合圖示

    三、探究問題

    1. 將立體的 S,Px,Py,Pz 的原子外圍電子軌域,簡化成紙本平面的四個軌域,會有哪些模擬不完整的地方?
    2. 回到一開始,固體表面為什麼不會互相浸入的問題,你的答案是?