原子核外电子分布

1s →2s，2p→3s，3p →4s，3d ，4p →
5s，4d，5p→6s，4f，5d，6p→7s，5f，6d，7p（见图1-6）
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图1-6 基态原子核外电子分布顺序
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电子分布式（又称电子结构式 ）能清楚表示基态多 电子原子核外电子分布。 例如
7N 1s22s22p3
价电子（原子中能参与反应形成化学键的电子）分布 称为价电子构型（或价层电子构型、价电子层结构）。
主族元素的价电子为
ns1~2np1~6
副族元素为 （n－1）d1~10ns1~2（镧系和锕系元素除外）。
例如:
7N 2s22p3
35Br 4s24p5
20Ca 4s2
26Fe 3d64s2
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说明： 原子失去电子的顺序并不是核外电子分布的逆过程， 而是按电子层从外到内的顺序依次进行的。 例如
26Fe2+的核外电子分布是 而不是
［Ar］3d6 ［Ar］3d44s2。
答：
请写出25Mn2+核外电子分布的原 子实表示式。
25Mn2+ ［Ar］3d5。
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2．能量最低原理
基态原子核外电子分布总是尽先占据能级最低（见图 1-5）的轨道，使系统能量处于最低状态。
图1-5 鲍林的原子轨道近似能级图
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查一查： 根据图1-5，总结不同电子层的同类亚层，能级
变化顺序；同一电子层的不同亚层，能级变化顺序。
答： 根据鲍林能级图，可以总结出
①不同电子层的同类亚层，其能级随电子层序数增大而升高。 E1s＜E2s＜E3s＜E4s； E2p＜E3p＜E4p＜E5p
②相同电子层的不同亚层，其能级随亚层序数增大而升高。 E3s＜E3p＜E3d； E4s＜E4p＜E4d＜E4f
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在多电子原子中，由于电子间的相互作用，引起某些 电子层较大的亚层，其能级反而低于某些电子层较的小亚 层，这种现象称为“能级交错”。例如
E4s＜E3d； E5s＜E4d； E6s＜E4f＜E5d； E7s＜E5f＜E6d 根据能量最低原理和近似能级图，确定基态多电子原 子核外电子的分布顺序如下：
电子层
3
4
3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
26
1
26
2
2612
2622
2632
2651
2652
2662
2672
2682
2 6 10 1
2 6 10 2
2 6 10 2 1
2 6 10 2 2
2 6 10 2 3
2 6 10 2 4
2 6 10 2 5
2 6 10 2 6
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答：
电子层 （n）
n ＝1 K
n ＝2 L
n ＝3 M
n ＝4 N
电子亚层
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
亚层轨道数
1
13 1
351357
亚层电子最大容量
2
2 6 2 6 10 2 6 10 14
电子层轨道数（n2）
1
4
9
16
电子层最大容量（2n2）
2
8
18
32
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20
Ca
钙
2
21
Sc
钪
2
22
Ti
钛
2
23
V
钒
2
24
Cr
铬
2
25
Mn
锰
2
26
Fe
铁
2
27
Co
钴
2
4 28
Ni
镍
2
29
Cu
铜
2
30
Zn
锌
2
31
Ga
镓
2
32
Ge
锗
2
33
As
砷
2
34
Se
硒
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35
Br
溴
2
36
Kr
氪
2
2 2s 2p 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
3．洪德规则
在等价轨道上分布的电子，将尽可能分占不同的轨，且 自旋相同。此即洪德规则。
例如，基态N原子核外电子分布的轨道表示式为
1s 2s
2p
7N
写出基态8O原子核外电子分布的 轨道表示式。
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1s 2s
2p
答：
8O
洪德规则的特例： 等价轨道处于全充满（p6、d10、 f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时， 具有较低的能量，比较稳定。
17Cl 1s22s22p63s23p5
20Ca 1s22s22p63s23p64s2 25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
用原子实表示式可简化表示核外电子分布。例如
7N ［He］2s22p3 20Ca ［Ar］4s2
17Cl ［Ne］3s23p5 25Mn ［Ar］3d54s2
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24Cr的核外电子分布式是[Ar]3d54s1，而不是 ［Ar］3d44s2；29Cu的核外电子分布式是［Ar］3d104s1， 而不是［Ar］3d94s2，为什么？
答： 因为这样分布符合洪德规则特例。
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二、基态原子的电子分布
周期 原子序数 元素符号 元素名称 1
1s
19
K
钾
2