核外电子排布规律总结.doc

原子核外电子排布规律
①能量最低原理:电子层划分为K氧离子，氟离子和氖的核外电子排布是相同的。
（2）等电子粒子（注意主要元素在周期表中的相对位置）
①10电子粒子:CH、N、NH、NH、NH、O、OH、HO、HO、F、HF、Ne、Na、Mg、Al等。
②18电子粒子：SiH、P、PH、S、HS、HS、Cl、HCl、Ar、K、Ca、PH等。
特殊情况：F、HO、CH、CHOH
③核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有：Na、NH、HO等；阴离子有：F、OH、NH； HS、Cl等。
前18号元素原子结构的特殊性：
（1）原子核中无中子的原子：H
（2）最外层有1个电子的元素：H、 Li、Na；最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He
（3）最外层电子总数等于次外层电子数的元素：Be、Ar
（4）最外层电子数等于次外层电子数2倍的元素：C ；是次外层电子数3倍的元素：O ；是次外层电子数4倍的元素：Ne
（5）最外层电子数是内层电子数一半的元素:Li、P
（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al
（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be
（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si

元素周期表的规律：
（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素，最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族元素，最外层电子数为8的元素是稀有气体（He例外）
（2）在元素周期表中，同周期的ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差别有：①第2、3周期（短周期）元素原子序数都相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差25
（3）同主族、邻周期元素的原子序数差
①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素总数；相差的数分别为2,8,8,18,18,32

②位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如，氯和溴的原子序数之差为35-17=18（溴所在第四周期所含元素的种数）相差的数分别为8,18,18,32，32.
③同主族非县令的原子序数差为上述连续数的加和，如H和Cs的原子序数为2+8+8+18+18=54
（4）元素周期表中除Ⅷ族元素之外，原子序数为奇数（偶数）的元素，所属所在族的序数及主要化合价也为奇数（偶数）。如：氯元素的原子序数为17，而其化合价有-1、+1、+3、 +5、+7 ，最外层有7个电子，氯元素位于ⅦA族；硫元素的原子序数为16，而其化合价有-2、+4、+6价，最外层有6个电子，硫元素位于ⅥA族。
（5）元素周期表中金属盒非金属元素之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为非金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性也有非金属性。每周期的最右边金属的族序数与周期序数相等，如：Al为第三周期ⅢA族。

元素周期律：
（1）原子半径的变化规律：同周期主族元素自左向右，原子半径逐渐增大；同主族元素自上而下，原子半径逐渐增大。
（2）元素化合价的变化规律：同周期自左向右，最高正价：+1～+7,最高正价=主族序数（O、F除外），负价由-4～-1，非金属负价=-（8-族序数）
（3）元素的金属性：同周期自左向右逐渐减弱；同主族自上而下逐渐增强。
（4）元素的非金属性：同周期制作仙游逐渐增强；同主族自上而下逐渐减弱。
（5）最高价化合物对应水化物的酸、碱性：同周期自左向右酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱；同主族自上而下酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。
（6）非金属气态氢化物的形成难以、稳定性：同周期自左向右形成由难到易，稳定性逐渐增强；同主族自上而下形成由易到难，稳定性逐渐减弱。

原子核外电子按照轨道式排布时遵守下列次序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p
规律总结：s有1个轨道，最多容纳2个电子
p有3个轨道，最多容纳6个电子
d有5个轨道，最多容纳10个电子
f 有7个轨道，最多容纳14个电子
每一个轨道可以容纳两个自选方向相反的电子
sp3或d5或f7
全空-----p0 或d0或 f0
还有少数元素（如某些原子序数较大的过渡元素和镧系、锕系中的某些元素）的电子排布更为复杂，既不符合鲍林能级图的排布顺序，也不符合全充满、半充满及全空的规律。而这些元素的核外电子排布是由光谱实验结构得出的，我们应该尊重光谱实验事实。
对于核外电子排布规律，只要掌握一般规律，注意少数例外即可。
处于稳定状态的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则，一般而言，在这三条规则的指导下，可以推导出元素原子的核外电子排布情况，在中学阶段要求的前36号元素里，没有例外的情况发生。
1．最低能量原理
电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低。怎样才能使电子的能量最低呢？比方说，我们站在地面上，不会觉得有什么危险；如果我们站在20层楼的顶上，再往下看时我们心理感到害怕。这是因为物体在越高处具有的势能越高，物体总有从高处往低处的一种趋势，就像自由落体一样，我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中，物体要从地面到空中，必须要有外加力的作用。电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态），也就是能量最低时的状态。当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……
2．保里不相容原理
我们已经知道，一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述，即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在，这就是保里不相容原理所告诉大家的。根据这个规则，如果两个电子处于同一轨道，那么，这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说，每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。这一点好像我们坐电梯，每个人相当于一个电子，每一个电梯相当于一个轨道，假设电梯足够小，每一个电梯最多只能同时供两个人乘坐，而且乘坐时必须一个人头朝上，另一个人倒立着（为了充分利用空间）。根据保里不相容原理，我们得知：s亚层只有1个轨道，可以容纳两个自旋相反的电子；p亚层有3个轨道，总共可以容纳6个电子；f亚层有5个轨道，总共可以容纳10个电子。我们还得知：第一电子层（K层）中只有1s亚层，最多容纳两个电子；第二电子层（L层）中包括2s和2p两个亚层，总共可以容纳8个电子；第3电子层（M层）中包括3s、3p、3d三个亚层，总共可以容纳18个电子……第n层总共可以容纳2n2个电子。
3．洪特规则
从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义：一是电子在原子核外排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行；洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层，当电子排布处于
全满（s2、p6、d10、f14）
半满（s1、p3、d5、f7）
全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定。这类似于我们坐电梯的情况中，要么电梯是空的，要么电梯里都有一个人，要么电梯里都挤满了两个人，大家都觉得比较均等，谁也不抱怨谁；如果有的电梯里挤满了两个人，而有的电梯里只有一个人，或有的电梯里有一个人，而有的电梯里没有人，则必然有人产生抱怨情绪，我们称之为不稳定状态。
二、核外电子排布的方法
对于某元素原子的核外电子排布情况，先确定该原子的核外电子数（即原子序数、质子数、核电荷数），如24号元素铬，其原子核外总共有24个电子，然后将这24个电子从能量最低的1s亚层依次往能量较高的亚层上排布，只有前面的亚层填满后，才去填充后面的亚层，每一个亚层上最多能够排布的电子数为：s亚层2个，p亚层6个，d亚层10个，f亚层14个。最外层电子到底怎样排布，还要参考洪特规则，如24号元素铬的24个核外电子依次排列为
1s22s22p63s23p64s23d4
根据洪特规则，d亚层处于半充满时较为稳定故其排布式应为：
1s22s22p63s23p64s13d5
最后，按照人们的习惯“每一个电子层不分隔开来”，改写成
1s22s22p63s23p63d54s1
即可。

《原子核外电子排布应遵循的三大规律》
　（一） 泡利不相容原理：
　　1．在同一个原子里，没有运动状态四个方面完全相同的电子存在，这个结论叫泡利不相容原理。
　　2．根据这个原理，如果有两个电子处于一个轨道（即电子层 电子亚层 电子云的伸展方向都相同的轨道），那么这两个电子的自旋方向就一定相反。
　　3．各个电子层可能有的最多轨道数为 ，每个轨道只能容纳自旋相反的两个电子，各电子层可容纳的电子总数为2个。

　（二） 能量最低原理：
　　1．在核外电子的排布中，通常状况下，电子总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当这些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律叫能量最低原理 。
　　2．能级：就是把原子中不同电子层和亚层按能量高低排布成顺序，象台阶一样叫做能级。
　　（1） 同一电子层中各亚层的能级不相同，它们是按s，p，d，f的次序增高。
不同亚层：ns< np< nd< nf
　　（2） 在同一个原子中，不同电子层的能级不同。离核越近，n越小的电子层能级越低。
同中亚层：1s< 2s< 3s；1p< 2p< 3p；
　　（3） 能级交错现象：多电子原子的各个电子，除去原子核对它们有吸引力外，同时各个电子之间还存在着排斥力，因而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。
例如：E3d >E4S , E4d >E5S，n≥3时有能级交错现象。
3．电子填入原子轨道顺序：1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p，能级由低渐高。
　（三）洪特规则：
　　1．在同一亚层中的各个轨道上，电子的排布尽可能单独分占不同的轨道，而且自旋方向相同，这样排布整个原子能量最低。
　　2．轨道表示式和电子排布式：
轨道表示式： 一个方框表示一个轨道

电子排布式：亚层符号右上角的数字表示该亚层轨道中电子的数目
　3． 洪特规则的特例：
　　同一电子亚层中当电子排布全充满、半充满、全空比较稳定。