高校無機(jī)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(gè)原子軌道，最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子能量最低原理——原子為基態(tài)時(shí)，電子盡可能地分布在能級(jí)較低的軌道上，使原子處于能級(jí)最低狀態(tài)洪德規(guī)則——在同一亞層的等價(jià)軌道中電子盡可能地單獨(dú)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(jí)K<L<M<N<O<P3.同一原子，不同電子亞層有能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象如E5s<E4d<E5p2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf近似能級(jí)圖

多電子原子軌道的能級(jí)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(jí)的相對(duì)高低，所以是近似的對(duì)近似能級(jí)圖的幾點(diǎn)說明只能反映同一原子內(nèi)各原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低,不能比較不同元素原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低只能反映同一原子外電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低，不一定能完全反映內(nèi)電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低電子在軌道上的能級(jí)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(shí),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(jià)層——價(jià)電子所在的亞層價(jià)層電子構(gòu)型——指價(jià)層的電子分布式基態(tài)原子的價(jià)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(jià)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(shí)——原子中除去最高能級(jí)組以外的原子實(shí)體經(jīng)驗(yàn)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(gè)電子一般填入次外層d亞層區(qū)最后一個(gè)電子一般填入次外層d亞層最后一個(gè)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(gè)電子填入外層p亞層最后一個(gè)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(gè)電子填入的亞層確定最后一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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