构造原理与洪德规则

回想一下，原子轨域有不同能量 而且每个可以容纳两个电子。递建原理决定了电子在原 子的副壳层中的分布，而最大多重性的洪德定则 解释了副壳层中轨域的填充。递建原理阐述了在基态下，电子从低到高能量填充原子轨域 以达成最低能量结构。透过能量通常性的随着壳层数增加，s轨域的穿透性越大 通常导致4s和5s轨域 有分别比3d和4d 轨域更低的能量。可以使用图表记住顺序 像这个，箭头的路径 揭示了哪个电子分 配给轨域的顺序。考虑写出碳的电子结构，碳是原子序为六的元素。当然，能量最低的1s轨域 应该在2s轨域之前填充。每个轨域可以容纳最多两个电子。第五个电子进入2p副壳层。但是它会在三个2p轨域中的哪边增添数据呢？其实！假定轨域中的任何副壳层 简并的，意思是它们会有想同的能量。因此，第五个电子可以进入三个当中的任何一个 简并2p轨域。那第六个电子呢？它会进入有一个电子的2p轨域还是 其中一个空的2p轨域？根据洪德定则的最大多重性，电子在开始配对之前会单独占有给 定能量等级的所有轨域，而没有配对的电子 不能有相反的自旋：它们的自旋必须是平行的。因此，对于碳，两个2p电子 必须占有两个不同的轨域 并有平行的自旋。这样一来，电子可以散布在更大的范围。这会降低他们的互相屏蔽，从而将原子的能量最小化。对于氮，三个2p轨域中的每个轨域 都被单独占有。对于氧，一旦简并的2p轨域 被单独填充，最后一个电子 必须与另外两个2p电子配对。原子有两个不成对的电子。氖的电子结构 揭示了最外的壳层 填充到八个电子的最大可容纳量。氖的内壳层有两个电子称为核心电子 而八个电子称为在最外壳 层的价电子。