高校無機化學(xué)原子中的電子分布(天津大學(xué)第四版)講義

第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性5.3原子中電子的分布泡利不相容原理——每一個原子軌道，最多只能容納兩個自旋方向相反的電子能量最低原理——原子為基態(tài)時，電子盡可能地分布在能級較低的軌道上，使原子處于能級最低狀態(tài)洪德規(guī)則——在同一亞層的等價軌道中電子盡可能地單獨分布在不同的軌道上,且自旋方向相同如7N1s22s22p31s2s2p

基態(tài)原子中電子分布原理6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能級K<L<M<N<O<P3.同一原子，不同電子亞層有能級交錯現(xiàn)象如E5s<E4d<E5p2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf近似能級圖

多電子原子軌道的能級它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律，不能反映每種元素原子軌道能級的相對高低，所以是近似的對近似能級圖的幾點說明只能反映同一原子內(nèi)各原子軌道能級的相對高低,不能比較不同元素原子軌道能級的相對高低只能反映同一原子外電子層中原子軌道能級的相對高低，不一定能完全反映內(nèi)電子層中原子軌道能級的相對高低電子在軌道上的能級與原子序數(shù)有關(guān)(2)2s(4)3s(1)1s(6)4s(9)5s(16)7s(3)2p(12)6s(5)3p(8)4p(11)5p(15)6p(19)7p(7)3d(10)4d(14)5d(18)6d(13)4f(17)5f應(yīng)用核外電子填入軌道順序圖，根據(jù)泡利不相容原理、能量最低原理、洪德規(guī)那么，可以寫出元素原子的核外電子分布式如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外電子填入軌道的順序

基態(tài)原子中電子的分布19種元素原子的外層電子分布有例外基態(tài)原子電子分布其中：29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充滿24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充滿同樣有：46Pd、47Ag、79Au同樣有：42Mo、64Gd、96Cm當(dāng)電子分布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、

d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時,原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定例外的還有：41Nb、44Ru、45Rh、57La、58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、93NpⅠA0一11s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA21s2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586ns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

ns2np1~6(n-1)d10ns1~2價層——價電子所在的亞層價層電子構(gòu)型——指價層的電子分布式基態(tài)原子的價層電子構(gòu)型基態(tài)原子外層電子填充順序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np價電子電離順序：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

Fe2+1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6原子實——原子中除去最高能級組以外的原子實體經(jīng)驗規(guī)律

簡單基態(tài)陽離子的電子分布5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*104105106107108109110111112鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2(n-1)d10ns1~2ns2np1~6(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2最后一個電子一般填入次外層d亞層區(qū)最后一個電子一般填入次外層d亞層最后一個電子填入s亞層

元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*104105106107108109110111112鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2(n-1)d10ns1~2ns2np1~6(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2區(qū)最后一個電子填入外層p亞層最后一個電子一般填入外數(shù)第三層f亞層

元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個電子填入的亞層確定最后一個電子填入的亞層區(qū)最外層的s亞層s最外層的p亞層p一般為次外層的d亞層d一般為次外層的d亞層,且為d10ds一般為外數(shù)第三層的f亞層f

元素周期系與核外電子分布的關(guān)系族根據(jù)區(qū)和最外層、次外層電子數(shù)確定區(qū)族s、p主族(A)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)d副族(B)族數(shù)＝(最外層＋次外層d)電子數(shù)ds副族(B)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)f鑭系、錒系

元素周期系與核外電子分布的關(guān)系元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例20Ca寫出電子排布式1s22s22p63s23p64s2周期數(shù)＝電子層數(shù)四周期最后一個電子填入s亞層s區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝2

ⅡACa為第四周期、ⅡA族元素

元素周期表元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例24Cr寫出電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1周期數(shù)＝電子層數(shù)四周期最后一個電子填入次外層d亞層d區(qū)元素族數(shù)＝(最外層+次外層d)電子數(shù)＝(1+5)=6

ⅥBCr為第四周期、ⅥB族元素元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例47Ag寫出電子排布式[Kr]4d105s1周期數(shù)＝電子層數(shù)五周期最后一個電子填入次外層d亞層，而d電子數(shù)為10ds區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝1

IBAg為第五周期、IB族元素