電子軌域勞作

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 氫

    1.008    		 2 氦

    4.003
    s1 s2 p1 p2 p3 p4 p5 p6
    3 鋰

    6.941    		 4 鈹

    9.012    		 5 硼

    10.81    		 6 碳

    12.01    		 7 氮

    14.01    		 8 氧

    16.00    		 9 氟

    19.00    		 10 氖

    20.18
    11 鈉

    22.99    		 12 鎂

    24.31    		 13 鋁

    26.98    		 14 矽

    28.09    		 15 磷

    30.97    		 16 硫

    32.07    		 17 氯

    35.45    		 18 氬

    39.95
    19 鉀

    39.1    		 20 鈣

    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
    4. 組合出金屬導線，並用以解釋電流為什麼可以輕易在金屬中流動。
      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
    5. 對照球桿模型，做出H2，O2，H2O，CO2，CH4等分子
    H2(氫) O2(氧) H20(水) CO2(二氧化碳) CH4(甲烷)

    常見分子

    去 http://jendo.org/wiki1231/index.php?title=化學鍵#.E5.90.84.E7.A8.AE.E5.88.86.E5.AD.90 參看更多種常見分子，可以試著組組看哦！

    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？