子。二层至多八个电子是因为除了有一个2s轨道,还有三个2p轨道,同样每个轨道最多能容纳二个电子。三层至多十八个电子,是因为除了有一个3s轨道和三个3p轨道外,还有五个3d轨道,同样每个轨道最多能容纳二个电子,再高就不说了。不同轨道的能量高低,即“能级”不同。1s轨道能级最低,所以电子先填满1s轨道。2s轨道能级仅高于1s轨道,于是电子再填满2s轨道。接下来是能级再高一些的三个2p轨道……。当外层电子达到五层时,3d轨道与2p轨道的能级接近,但明显低于4d和5p轨道,所以最外层和次外层,分别不能多于八个和十八个电子。
离子键时不说,当形成共价键时,只能利用最外层电子且内层的电子轨道均为饱和。想想看s轨道只有一个,那它的电子概率云会是什么形状呢?只可能是完全对称的球形。p轨道有三个,那它的电子概率云又会是什么形状呢?只可能是平面三棱星,否则就不对称,即三个p轨道的能级不同了。
在大多数情况下,已经饱和的s轨道电子中的一个,非常容易跃迁到空的p轨道。因为每个轨道在有一个电子的情况下,再增加一个电子需要更多的能量。当然跃迁之后,两个轨道都是半满的,这时要于其它原子组成共价键了,但s与p轨道形状不同,能级也不同,不能组成稳定的共价键,于是,它们要将能级重组平分。如果另外两个p轨道无电子或满电子,那么它俩就会形成sp杂化,为了对称,它的形状只能是水滴尖对尖。如果有三个轨道半满,它们就会形成sp2杂化,为了对称,三个水滴尖对尖,并形成平面三角形。如果四个轨道都半满,它们就会形成sp3杂化,为了对称,四个水滴尖对尖,并形成空间四面体。有了这个基础知识,就容易理解壹壹章中的氧原子座的建筑构形了。氧原子的电子分布为一层两个电子,二层六个电子,虽然二层形成了sp杂化,但另两个全满p轨道也在占位,四者平衡下,就是本文中描述的氧原子座的形状。
接下来,贰伍章中,冉菁耘描述了石墨与金刚石的结构。碳的电子分布为一层两个电子,二层四个电子。如果形成sp2杂化,三个轨道为平面三角形,还有一个2p轨道中有一个电子被挤到了平面之外,与其它碳原子中同样的被挤出来的电子在整块物质内游走,所
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