高校无机化学原子中的电子分布(天津大学第四版)讲义

第五章原子结构和元素周期性5.3原子中电子的分布泡利不相容原理——每一个原子轨道，最多只能容纳两个自旋方向相反的电子能量最低原理——原子为基态时，电子尽可能地分布在能级较低的轨道上，使原子处于能级最低状态洪德规则——在同一亚层的等价轨道中电子尽可能地单独分布在不同的轨道上,且自旋方向相同如7N1s22s22p31s2s2p

基态原子中电子分布原理6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能级K<L<M<N<O<P3.同一原子，不同电子亚层有能级交错现象如E5s<E4d<E5p2.同一电子层：

Ens<Enp<End<Enf近似能级图

多电子原子轨道的能级它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的一般规律，不能反映每种元素原子轨道能级的相对高低，所以是近似的对近似能级图的几点说明只能反映同一原子内各原子轨道能级的相对高低,不能比较不同元素原子轨道能级的相对高低只能反映同一原子外电子层中原子轨道能级的相对高低，不一定能完全反映内电子层中原子轨道能级的相对高低电子在轨道上的能级与原子序数有关(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应用核外电子填入轨道顺序图，根据泡利不相容原理、能量最低原理、洪德规那么，可以写出元素原子的核外电子分布式如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外电子填入轨道的顺序

基态原子中电子的分布19种元素原子的外层电子分布有例外基态原子电子分布其中：29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充满24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充满同样有：46Pd、47Ag、79Au同样有：42Mo、64Gd、96Cm当电子分布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、

d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时,原子结构较稳定例外的还有：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价层——价电子所在的亚层价层电子构型——指价层的电子分布式基态原子的价层电子构型基态原子外层电子填充顺序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np价电子电离顺序：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

Fe2+1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6原子实——原子中除去最高能级组以外的原子实体经验规律

简单基态阳离子的电子分布5-3-5元素周期系与核外电子分布的关系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*104105106107108109110111112镧系575859606162636465666768697071锕系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2(n-1)d10ns1~2ns2np1~6(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2最后一个电子一般填入次外层d亚层区最后一个电子一般填入次外层d亚层最后一个电子填入s亚层

元素周期系与核外电子分布的关系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*104105106107108109110111112镧系575859606162636465666768697071锕系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2(n-1)d10ns1~2ns2np1~6(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2区最后一个电子填入外层p亚层最后一个电子一般填入外数第三层f亚层

元素周期系与核外电子分布的关系区根据最后一个电子填入的亚层确定最后一个电子填入的亚层区最外层的s亚层s最外层的p亚层p一般为次外层的d亚层d一般为次外层的d亚层,且为d10ds一般为外数第三层的f亚层f

元素周期系与核外电子分布的关系族根据区和最外层、次外层电子数确定区族s、p主族(A)，族数＝最外层电子数d副族(B)族数＝(最外层＋次外层d)电子数ds副族(B)，族数＝最外层电子数f镧系、锕系

元素周期系与核外电子分布的关系元素在周期表的位置(周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布例20Ca写出电子排布式1s22s22p63s23p64s2周期数＝电子层数四周期最后一个电子填入s亚层s区元素族数＝最外层电子数＝2

ⅡACa为第四周期、ⅡA族元素

元素周期表元素在周期表的位置(周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布例24Cr写出电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1周期数＝电子层数四周期最后一个电子填入次外层d亚层d区元素族数＝(最外层+次外层d)电子数＝(1+5)=6

ⅥBCr为第四周期、ⅥB族元素元素在周期表的位置(周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布例47Ag写出电子排布式[Kr]4d105s1周期数＝电子层数五周期最后一个电子填入次外层d亚层，而d电子数为10ds区元素族数＝最外层电子数＝1

IBAg为第五周期、IB族元素