各层电子数排布规则_原子核外电子排布原理
1.能層、能級與原子軌道
(1)能層(n):在多電子原子中,核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)能級:同一能層里電子的能量也可能不同,又將其分成不同的能級,通常用s、p、d、f等表示,同一能層里,各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
(3)原子軌道:電子云輪廓圖給出了電子在核外經常出現的區域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。
【特別提示】
(1)任一能層的能級總是從s能級開始,而且能級數等于該能層序數。
(2)以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數依次為1、3、5、7……的二倍。(3)構造原理中存在著能級交錯現象。由于能級交錯,3d軌道的能量比4s軌道的能量高,排電子時先排4s軌道再排3d軌道,而失電子時,卻先失4s軌道上的電子。
(4)前四周期的能級排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。第一能層(K),只有s能級;第二能層(L),有s、p兩種能級,p能級上有三個原子軌道px、py、pz,它們具有相同的能量;第三能層(M),有s、p、d三種能級。
(5)當出現d軌道時,雖然電子按ns,(n-1)d,np順序填充,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前。
(6)在書寫簡化的電子排布式時,并不是所有的都是[X]+價電子排布式(注:X代表上一周期稀有氣體元素符號)。
2.基態原子的核外電子排布
(1)能量最低原理
電子盡可能地先占有能量低的軌道,然后進入能量高的軌道,使整個原子的能量處于最低狀態。如圖為構造原理示意圖,即基態原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖。
注意:所有電子排布規則都需要滿足能量最低原理。
(2)泡利原理
每個原子軌道里最多只能容納2個電子,且自旋狀態相反。
(3)洪特規則
當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道,且自旋狀態相同。
洪特規則特例:當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態時,體系的能量最低。
3.基態、激發態及光譜示意圖
(1)電子的躍遷
①基態→激發態
當基態原子的電子吸收能量后,會從低能級躍遷到較高能級,變成激發態原子。
②激發態→基態
激發態原子的電子從較高能級躍遷到低能級時會釋放出能量。
(2)原子光譜
不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發射光譜,總稱原子光譜。
總結
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