原子核外電子排布規(guī)律

1、原子核外電子排布規(guī)律 能量最低原理：電子層劃分為 KvLvMvOvPv對(duì)應(yīng)電子層能量增大； 原子核外電子排布按照能量較低者低優(yōu)先排布原則 . 每個(gè)電子層最多只能容納個(gè)電子。 最外層最多只能容納8個(gè)電子（K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)）次 外層最多只能容納18個(gè)電子（K層為次外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)倒數(shù)第 三層最多只能容納32個(gè)電子 注意：多條規(guī)律必須同時(shí)兼顧。簡(jiǎn)單例子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）離子的電子排布：主族元素陽(yáng)離子跟上一周期稀有氣體的電子層 排布相同，如鈉離子、鎂離子、鋁離子和氖的核外電子排布是相同的。陰離子更同一周期稀有氣體的電子排布相同：負(fù)氧離子，氟離子和氖的核外電子排布是相同的。（2）等電子粒子（

2、注意主要元素在周期表中的相對(duì)位置） 10 電子粒子：CH4、N 3、NH 2、NH3 NH 4、O2、OH、H2O H3O、F 、HF Ne Na、Mg 2、Al 3 等。 18 電子粒子：SiH4、P 3、PH3 S 2、HS、H2S Cl 、HCI、Ar、K、Ca 2、PH 4等。 特殊情況：F2、H2O2 C2H6 CH3OH 核外電子總數(shù)及質(zhì)子總數(shù)均相同的陽(yáng)離子有：Na、NH 4、H3O等；陰離子有：F、OH、NH 2； HS、Cl等。前18號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性：（1）原子核中無(wú)中子的原子：11H（2）最外層有1個(gè)電子的元素：H Li、Na;最外層有2個(gè)電子的元素:Be、Mg He

3、(3)最外層電子總數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar(4) 最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù) 2倍的元素：C;是次外層電 子數(shù)3倍的元素：0;是次外層電子數(shù)4倍的元素：Ne(5) 最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)一半的元素:Li、P(6) 電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al(7) 電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：Be(8) 次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù) 2倍的元素：Li、Si元素周期表的規(guī)律：(1) 最外層電子數(shù)大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素， 最外層電子數(shù)為1或2的元素可能是主族、畐I族或0族元素，最外層 電子數(shù)為8的元素是稀有氣體(He例外)(2) 在元素周期表中，同周期的

4、H A、皿A族元素的原子序數(shù)差別有： 第2、3周期(短周期)元素原子序數(shù)都相差 1; 第4、5周期相差11; 第6、7周期相差25(3) 同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差 位于過(guò)渡元素左側(cè)的主族元素，即I A、H A族，同主族、鄰周 期元素原子序數(shù)之差為下一周期元素所在周期所含元素總數(shù)； 相差的 數(shù)分別為 2,8,8,18,18,32 位于過(guò)渡元素左側(cè)的主族元素，即皿 AA族，同主族、鄰周期元素原子序數(shù)之差為下一周期元素所在周期所含元素種數(shù)。例如, 氯和溴的原子序數(shù)之差為 35-17=18 (溴所在第四周期所含元素的種 數(shù))。相差的數(shù)分別為8,18,18,32，32. 同主族非縣令的原子序數(shù)差為

5、上述連續(xù)數(shù)的加和，如H和Cs的原子序數(shù)為 2+8+8+18+18=54(4) 元素周期表中除忸族元素之外，原子序數(shù)為奇數(shù)(偶數(shù))的元素，所屬所在族的序數(shù)及主要化合價(jià)也為奇數(shù)(偶數(shù))。如：氯元素 的原子序數(shù)為17,而其化合價(jià)有-1、+1、+3、+5、+7 ，最外層有7個(gè)電子，氯元素位于 A族；硫元素的原子序數(shù)為16,而其化合 價(jià)有-2、+4、+6價(jià)，最外層有6個(gè)電子，硫元素位于W A族。(5) 元素周期表中金屬盒非金屬元素之間有一分界線，分界線右上方的元素為非金屬元素，分界線左下方的元素為非金屬元素(H除外)， 分界線兩邊的元素一般既有金屬性也有非金屬性。每周期的最右邊金屬的族序數(shù)與周期序數(shù)相等

6、，如：Al為第三周期皿A族。元素周期律：(1) 原子半徑的變化規(guī)律：同周期主族元素自左向右，原子半徑逐 漸增大；同主族元素自上而下，原子半徑逐漸增大。(2) 元素化合價(jià)的變化規(guī)律：同周期自左向右，最高正價(jià)： +1 +7, 最高正價(jià)二主族序數(shù)(O F除外)，負(fù)價(jià)由-4 -1 ,非金屬負(fù)價(jià)=-(8- 族序數(shù))(3) 元素的金屬性：同周期自左向右逐漸減弱；同主族自上而下逐漸增強(qiáng)。(4) 元素的非金屬性：同周期制作仙游逐漸增強(qiáng)；同主族自上而下逐漸減弱(5) 最高價(jià)化合物對(duì)應(yīng)水化物的酸、堿性：同周期自左向右酸性逐 漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱；同主族自上而下酸性逐漸減弱，堿性逐漸增 強(qiáng)。(6) 非金屬氣態(tài)氫化物

7、的形成難以、穩(wěn)定性：同周期自左向右形成 由難到易，穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)；同主族自上而下形成由易到難，穩(wěn)定性 逐漸減弱。原子核外電子按照軌道式排布時(shí)遵守下列次序：1sv2sv2pv3sv3pv4sv3dv4pv5sv4dv5pv6sv4fv5dv6pv7s<5fv6dv7p 規(guī)律總結(jié)：s有1個(gè)軌道，最多容納2個(gè)電子p有3個(gè)軌道，最多容納6個(gè)電子d有5個(gè)軌道，最多容納10個(gè)電子f有7個(gè)軌道，最多容納14個(gè)電子每一個(gè)軌道可以容納兩個(gè)自選方向相反的電子svpvd (N+1)s<N d (N+1)pv(N+2)s<Nf<(N+1)d原子核外電子排布規(guī)律1、泡利不相容原理：每個(gè)軌道最多只

8、能容納兩個(gè)電子，且自旋相反配對(duì)2、能量最低原理：電子盡可能占據(jù)能量最低的軌道3、洪特規(guī)則：簡(jiǎn)并軌道(能級(jí)相同的軌道)只有被電子逐一自 旋平行地占據(jù)后，才能容納第二個(gè)電子另外：等價(jià)軌道在全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)是比較穩(wěn)定的,亦即下列電子結(jié)構(gòu)是比較穩(wěn)定的：全充滿-p6 或d10 或f14半充滿-p3 或d5或f7全空-p0或 d0 或 f0還有少數(shù)元素（如某些原子序數(shù)較大的過(guò)渡元素和鑭系、 錒系中 的某些元素）的電子排布更為復(fù)雜，既不符合鮑林能級(jí)圖的排布順序， 也不符合全充滿、半充滿及全空的規(guī)律。而這些元素的核外電子排布 是由光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)得出的，我們應(yīng)該尊重光譜實(shí)驗(yàn)事實(shí)。對(duì)于核外電子排布規(guī)律，只

9、要掌握一般規(guī)律，注意少數(shù)例外即可。處于穩(wěn)定狀態(tài)的原子，核外電子將盡可能地按能量最低原理排布， 另外，由于電子不可能都擠在一起，它們還要遵守保里不相容原理和 洪特規(guī)則，一般而言，在這三條規(guī)則的指導(dǎo)下，可以推導(dǎo)出元素原子 的核外電子排布情況，在中學(xué)階段要求的前36號(hào)元素里，沒(méi)有例外的情況發(fā)生。1 .最低能量原理電子在原子核外排布時(shí)，要盡可能使電子的能量最低。怎樣才能 使電子的能量最低呢？比方說(shuō)，我們站在地面上，不會(huì)覺(jué)得有什么危 險(xiǎn)；如果我們站在20層樓的頂上，再往下看時(shí)我們心理感到害怕。 這是因?yàn)槲矬w在越高處具有的勢(shì)能越高，物體總有從高處往低處的一 種趨勢(shì)，就像自由落體一樣，我們從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)物體會(huì)

10、自動(dòng)從地面上 升到空中，物體要從地面到空中，必須要有外加力的作用。電子本身 就是一種物質(zhì)，也具有同樣的性質(zhì)，即它在一般情況下總想處于一種 較為安全（或穩(wěn)定）的一種狀態(tài)（基態(tài)），也就是能量最低時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)有外加作用時(shí)，電子也是可以吸收能量到能量較高的狀態(tài) （激發(fā)態(tài)）, 但是它總有時(shí)時(shí)刻刻想回到基態(tài)的趨勢(shì)。 一般來(lái)說(shuō)，離核較近的電子 具有較低的能量，隨著電子層數(shù)的增加，電子的能量越來(lái)越大；同一 層中，各亞層的能量是按s、p、d、f的次序增高的。這兩種作用的 總結(jié)果可以得出電子在原子核外排布時(shí)遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p,2. 保里不相容原理我們已經(jīng)知道，一個(gè)電子的運(yùn)

11、動(dòng)狀態(tài)要從 4個(gè)方面來(lái)進(jìn)行描述， 即它所處的電子層、電子亞層、電子云的伸展方向以及電子的自旋方 向。在同一個(gè)原子中沒(méi)有也不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子存 在，這就是保里不相容原理所告訴大家的。根據(jù)這個(gè)規(guī)則，如果兩個(gè) 電子處于同一軌道，那么，這兩個(gè)電子的自旋方向必定相反。也就是 說(shuō)，每一個(gè)軌道中只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。這一點(diǎn)好像我們坐電梯，每個(gè)人相當(dāng)于一個(gè)電子，每一個(gè)電梯相當(dāng)于一個(gè)軌道，假 設(shè)電梯足夠小，每一個(gè)電梯最多只能同時(shí)供兩個(gè)人乘坐， 而且乘坐時(shí) 必須一個(gè)人頭朝上，另一個(gè)人倒立著（為了充分利用空間）。根據(jù)保里不相容原理，我們得知：s亞層只有1個(gè)軌道，可以容納兩個(gè)自旋 相反的電子

12、；p亞層有3個(gè)軌道，總共可以容納6個(gè)電子；f亞層有 5個(gè)軌道，總共可以容納10個(gè)電子。我們還得知：第一電子層（K層） 中只有1s亞層，最多容納兩個(gè)電子；第二電子層（L層）中包括2s 和2p兩個(gè)亞層，總共可以容納 8個(gè)電子；第3電子層（M層）中包括3s、3p、3d三個(gè)亞層，總共可以容納18個(gè)電子,第n層總共可以 容納2n2個(gè)電子3. 洪特規(guī)則從光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出來(lái)的洪特規(guī)則有兩方面的含義：一是電子 在原子核外排布時(shí)，將盡可能分占不同的軌道，且自旋平行；洪特規(guī) 則的第二個(gè)含義是對(duì)于同一個(gè)電子亞層，當(dāng)電子排布處于全滿（s2、p6、d10、f14）半滿（si、p3、d5、f7）全空（s0、pO、dO、

13、fO ）時(shí)比較穩(wěn)定。這類似于我們坐電梯的情 況中，要么電梯是空的，要么電梯里都有一個(gè)人，要么電梯里都擠滿 了兩個(gè)人，大家都覺(jué)得比較均等，誰(shuí)也不抱怨誰(shuí)；如果有的電梯里擠 滿了兩個(gè)人，而有的電梯里只有一個(gè)人，或有的電梯里有一個(gè)人，而 有的電梯里沒(méi)有人，則必然有人產(chǎn)生抱怨情緒，我們稱之為不穩(wěn)定狀 態(tài)。二、核外電子排布的方法對(duì)于某元素原子的核外電子排布情況，先確定該原子的核外電子 數(shù)（即原子序數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)），如24號(hào)元素鉻，其原子核外 總共有24個(gè)電子，然后將這24個(gè)電子從能量最低的is亞層依次往 能量較高的亞層上排布，只有前面的亞層填滿后，才去填充后面的亞 層，每一個(gè)亞層上最多能夠排布的電子

14、數(shù)為：s亞層2個(gè)，p亞層6個(gè)，d亞層10個(gè)，f亞層14個(gè)。最外層電子到底怎樣排布，還要參 考洪特規(guī)則，如24號(hào)元素鉻的24個(gè)核外電子依次排列 為1s22s22p63s23p64s23d4根據(jù)洪特規(guī)則，d亞層處于半充滿時(shí)較為穩(wěn)定，故其排布式應(yīng)最后，按照人們的習(xí)慣“每一個(gè)電子層不分隔開來(lái)”，改寫成1s22s22p63s23p63d54s1即可原子核外電子排布應(yīng)遵循的三大規(guī)律一）泡利不相容原理：1. 在同一個(gè)原子里，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)四個(gè)方面完全相同的電子存在，這個(gè)結(jié)論叫泡利不相容原理。2. 根據(jù)這個(gè)原理，如果有兩個(gè)電子處于一個(gè)軌道（即電子層電子 亞層 電子云的伸展方向都相同的軌道），那么這兩個(gè)電子的自旋

15、方 向就一定相反。3. 各個(gè)電子層可能有的最多軌道數(shù)為，每個(gè)軌道只能容納自旋相反的兩個(gè)電子，各電子層可容納的電子總數(shù)為2個(gè)。（二）能量最低原理：1. 在核外電子的排布中，通常狀況下，電子總是盡先占有能量最低的原子軌道，只有當(dāng)這些原子軌道占滿后，電子才依次進(jìn)入能量較高 的原子軌道，這個(gè)規(guī)律叫能量最低原理。2. 能級(jí)：就是把原子中不同電子層和亞層按能量高低排布成順序， 象臺(tái)階一樣叫做能級(jí)。（1）同一電子層中各亞層的能級(jí)不相同，它們是按 s, p, d, f的次序增高。不同亞層：ns< np< nd< nf（2）在同一個(gè)原子中，不同電子層的能級(jí)不同。離核越近，n越小的電子層能級(jí)越低。 同中亞層：1s< 2s< 3s ;1p< 2p< 3p;(3) 能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象：多電子原子的各個(gè)電子，除去原子核對(duì)它們有吸引力外，同時(shí)各個(gè)電子之間還存在著排斥力，因而使多電子原子的電子所處的能級(jí)產(chǎn)生了交錯(cuò)現(xiàn)象。例如：E3d >E4S , E4d >E5S