题目
2.(6.0分) 铍原子基态的电子组态为 _? (电子组态字母必须大写)。该电子组态 _ 三重态(填有或者没有)。
2.(6.0分) 铍原子基态的电子组态为 _? (电子组态字母必须大写)。该电子组态 _ 三重态(填有或者没有)。
题目解答
答案
1S2S2;没有
解析
本题考查原子结构中电子组态的书写以及多重态的判断。解题思路如下:
- 确定铍原子的电子数:铍(Be)的原子序数为 4,根据原子中质子数等于电子数,可知铍原子基态时核外有 4 个电子。
- 书写电子组态:电子按照能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则填充轨道。电子依次填充能量较低的轨道,1s 轨道能量最低,可容纳 2 个电子,电子组态表示为 $1s^2$;接着 2s 轨道能量次低,再容纳 2 个电子,电子组态表示为 $2s^2$。所以铍原子基态的电子组态为 $1S^22S^2$(题目要求字母大写)。
- 判断多重态:多重态的计算公式为 $2S + 1$,其中 $S$ 是总自旋量子数。对于 $1s^2$ 轨道,两个电子自旋相反,自旋量子数 $m_s$ 分别为 $+\frac{1}{2}$ 和 $-\frac{1}{2}$,所以该轨道的总自旋量子数 $S_1=+\frac{1}{2}+(-\frac{1}{2}) = 0$;同理,$2s^2$ 轨道的两个电子自旋也相反,总自旋量子数 $S_2=+\frac{1}{2}+(-\frac{1}{2}) = 0$。那么铍原子基态的总自旋量子数 $S = S_1+S_2=0$。将 $S = 0$ 代入多重态公式 $2S + 1$,可得 $2\times0 + 1=1$,多重态为 1 表示单重态,所以该电子组态没有三重态。