2020高中化学多电子原子核外电子的排布
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E ns < E np < E nd < E nf
不同元素的原子轨 道能级的排列次序可能 不完全一致。如，原子 序数为 15－20 的元素， E4s E3d ，原子序数大 于 21 的元素 E3d E4s 。 第五和第六能级组，能 级交错现象更为复杂， 而一些元素的原子轨道 能级排列次序比较特殊。
3、核外电子的排布
电子在核外的排布应遵循三个原则，即能量最低 原理、Pauli 原理和 Hund 规则。了解核外电子的排布， 可以从原子结构的观点认识元素性质变化的周期性的 本质。
（1）、构造原理
基态
泡利不相容原理： 基态多电子原子 中不可能同时存 在4个量子数完 全相同的电子， 即，在一个轨道 里最多只能容纳 2个电子，它们 的自旋方向相反。
29 Cu [Ar] 3d10 4s1； 47 Ag [Kr] 4d10 5s1 79 Au [Xe] 5d10 6s1
考察周期表可发现，第5周期有较多副族元素的电子 组态不符合构造原理，多数具有5s1的最外层构型,尤其是 钯(4d105s0)，是最特殊的例子。
第五周期过渡金属原子的4d能级和5s能级的轨道能差别 较小，导致5s1构型比5s2构型的能量更低。第六周期，其 过渡金属的电子组态多数遵循构造原理，可归咎为6s能级 能量降低、稳定性增大，与这种现象相关的还有第6周期p 区元素的所谓“6s2惰性电子对效应”。
价电子
洪特规则：基态多电子原子中同一能级的轨道能量相等，称 为简并轨道；基态多电子原子的电子总是首先自旋平行地、 单独地填入简并轨道。
洪特规则特例：半满规则、全满规则、全空
24 Cr [Ar] 3d5 4s1； 4百度文库 Mo [Kr] 4d5 5s1 74 W [Xe] 5d4 6s2
(2) 徐光宪规则
对于一个能级，其（n + 0.7 l ）值越大，则能量越高。 而且该能级所在能级组的组数，就是（n + 0.7 l ）的整 数部分。以第七能级组为例进行讨论
7 p （n + 0.7 l ）= 7 + 0.7 1 = 7.7 6 d （n + 0.7 l ）= 6 + 0.7 2 = 7.4 5 f （n + 0.7 l ）= 5 + 0.7 3 = 7.1 7 s （n + 0.7 l ）= 7 + 0.7 0 = 7.0
美国当代化学家 F. A. Cotton ，总结前人的光谱实验 和量子力学计算结果，画出了原子轨道能量随原子序数而 变化的图 Cotton 原子轨道能级图。
Cotton 的原子轨道近似能级图
原子序数为 1 的 H 元素，其主量子数 n 相 同的原子轨道的能量相 等，即不发生能级分裂。 随着原子序数的增大， 各原子轨道的能量逐渐 降低。由于角量子数 l 不同的轨道能量降低的 幅度不一致，引起了能 级分裂，即
6s2惰性电子对效应：是因随核电荷增大，电子的速度 明显增大，这种效应对6s电子的影响尤为显著，这是由于 6s电子相对于5d电子有更强的钻穿效应，受到原子核的有 效吸引更大。
这种效应致使核外电子向原子核紧缩，整个原子的能量 下降。6s2惰性电子对效应对第六周期元素许多性质也有明 显影响，如原子半径、过渡后元素的低价稳定性、汞在常 温下呈液态等等。
因此，各能级均属于第七能级组，能级顺序为 E7s E5f E6d E7p
这一规则称为 n + 0.7 l 规则。
(3) 科顿原子轨道能级图
Pauling 的原子轨道能级图是一种近似的能级图，基本上 反映了多电子原子的核外电子填充的顺序。但必须指出的是， 由于各原子轨道的能量随原子序数增加而降低，且能量降低 的幅度不同，所以造成不同元素的原子轨道能级次序不完全 一致。这一重要事实，在 Pauling 的原子轨道能级图中没有得 到体现。
2、 多电子原子的能级
(1) Pauling 的原子轨道能级图
在大量的光谱数据以及某些近似的理论计算的基 础上，Pauling 提出了多电子原子的原子轨道近似能级 图。图中的能级顺序是指电子按能级高低在核外排布 的顺序，即填入电子时各能级能量的相对高低。
Pauling 的原子轨道近似能级图，将所有能级按照从 低到高分为 7 个能级组。能量相近的能级划为一个能级组 不同能级组之间的能量差较大，同一能级组内各能级相差 较小。
不同元素的原子轨 道能级的排列次序可能 不完全一致。如，原子 序数为 15－20 的元素， E4s E3d ，原子序数大 于 21 的元素 E3d E4s 。 第五和第六能级组，能 级交错现象更为复杂， 而一些元素的原子轨道 能级排列次序比较特殊。
3、核外电子的排布
电子在核外的排布应遵循三个原则，即能量最低 原理、Pauli 原理和 Hund 规则。了解核外电子的排布， 可以从原子结构的观点认识元素性质变化的周期性的 本质。
（1）、构造原理
基态
泡利不相容原理： 基态多电子原子 中不可能同时存 在4个量子数完 全相同的电子， 即，在一个轨道 里最多只能容纳 2个电子，它们 的自旋方向相反。
29 Cu [Ar] 3d10 4s1； 47 Ag [Kr] 4d10 5s1 79 Au [Xe] 5d10 6s1
考察周期表可发现，第5周期有较多副族元素的电子 组态不符合构造原理，多数具有5s1的最外层构型,尤其是 钯(4d105s0)，是最特殊的例子。
第五周期过渡金属原子的4d能级和5s能级的轨道能差别 较小，导致5s1构型比5s2构型的能量更低。第六周期，其 过渡金属的电子组态多数遵循构造原理，可归咎为6s能级 能量降低、稳定性增大，与这种现象相关的还有第6周期p 区元素的所谓“6s2惰性电子对效应”。
价电子
洪特规则：基态多电子原子中同一能级的轨道能量相等，称 为简并轨道；基态多电子原子的电子总是首先自旋平行地、 单独地填入简并轨道。
洪特规则特例：半满规则、全满规则、全空
24 Cr [Ar] 3d5 4s1； 4百度文库 Mo [Kr] 4d5 5s1 74 W [Xe] 5d4 6s2
(2) 徐光宪规则
对于一个能级，其（n + 0.7 l ）值越大，则能量越高。 而且该能级所在能级组的组数，就是（n + 0.7 l ）的整 数部分。以第七能级组为例进行讨论
7 p （n + 0.7 l ）= 7 + 0.7 1 = 7.7 6 d （n + 0.7 l ）= 6 + 0.7 2 = 7.4 5 f （n + 0.7 l ）= 5 + 0.7 3 = 7.1 7 s （n + 0.7 l ）= 7 + 0.7 0 = 7.0
美国当代化学家 F. A. Cotton ，总结前人的光谱实验 和量子力学计算结果，画出了原子轨道能量随原子序数而 变化的图 Cotton 原子轨道能级图。
Cotton 的原子轨道近似能级图
原子序数为 1 的 H 元素，其主量子数 n 相 同的原子轨道的能量相 等，即不发生能级分裂。 随着原子序数的增大， 各原子轨道的能量逐渐 降低。由于角量子数 l 不同的轨道能量降低的 幅度不一致，引起了能 级分裂，即
6s2惰性电子对效应：是因随核电荷增大，电子的速度 明显增大，这种效应对6s电子的影响尤为显著，这是由于 6s电子相对于5d电子有更强的钻穿效应，受到原子核的有 效吸引更大。
这种效应致使核外电子向原子核紧缩，整个原子的能量 下降。6s2惰性电子对效应对第六周期元素许多性质也有明 显影响，如原子半径、过渡后元素的低价稳定性、汞在常 温下呈液态等等。
因此，各能级均属于第七能级组，能级顺序为 E7s E5f E6d E7p
这一规则称为 n + 0.7 l 规则。
(3) 科顿原子轨道能级图
Pauling 的原子轨道能级图是一种近似的能级图，基本上 反映了多电子原子的核外电子填充的顺序。但必须指出的是， 由于各原子轨道的能量随原子序数增加而降低，且能量降低 的幅度不同，所以造成不同元素的原子轨道能级次序不完全 一致。这一重要事实，在 Pauling 的原子轨道能级图中没有得 到体现。
2、 多电子原子的能级
(1) Pauling 的原子轨道能级图
在大量的光谱数据以及某些近似的理论计算的基 础上，Pauling 提出了多电子原子的原子轨道近似能级 图。图中的能级顺序是指电子按能级高低在核外排布 的顺序，即填入电子时各能级能量的相对高低。
Pauling 的原子轨道近似能级图，将所有能级按照从 低到高分为 7 个能级组。能量相近的能级划为一个能级组 不同能级组之间的能量差较大，同一能级组内各能级相差 较小。