原子的电子组态与元素周期表

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1、 原子的原子的电电子子组态组态与元素周期表与元素周期表知知识识内容内容：能级组与周期的关系、族与原子的电子组态、元素在周期表中的分区、镧系元素、锕 系元素、过渡元素、内过渡元素、有效核电荷、原子半径、元素电负性、电离能 、电子亲 和能、电负性、s 区元素，p 区元素，d 区元素，ds 区元素世界上有多少元素，自从门捷列夫发明元素周期表，人们发现新元素的步伐加快。现 在的元素周期表元素的数量已经排到了 118 号。其中中国人修订了周期表中的十个元素 （1991 年以来十年）。这些元素按原子量从小到大排列，呈现明显的周期性的规律。 元素 性质决定于原子的内部结构， 周期系中元素性质呈周期性的变化规

2、律， 就是原子结构周 期性变化的体现。 核外核外电电子排布与周期表子排布与周期表(一) 周期与能级关系元素周期表有 7 行，即 7 个周期。从各元素原子的电子层结构可知，当主量子数n依 次增加时，n每增加 1 个数值就增加一个新的电子层，周期表上就增加一个周期。因此，元 素在周期表中所处的周期数（用阿拉伯数字表示）就等于它的最外电子层数n。而每一个周 期所含原子数目与对应能级组最多能容纳的电子数目一致。能级组和周期性的关系可参见 表 9-4。在第 4 周期中，从 21 号钪(Sc)到 30 号锌(Zn)，它们新增的电子都是填充到 3d 轨道上， 这 10 种元素称为第 4 周期过渡元素。从 3

3、9 号元素钇(Y)到 48 号元素镉(Cd)，新增的电子 都是填充到 4d 轨道上，这 10 种元素称为第 5 周期过渡元素。在第 6 周期中，从 57 号元素 镧(La)到 70 号元素镱(Yb)，新增的电子都是依次填充在 4f 轨道上，这 14 种元素习惯上称 为镧系元素。从 71 号元素镥(Lu)到 80 号元素汞(Hg)，新增加的电子则依次填充到 5 d 轨 道上，这也是过渡元素。第 7 周期，从 87 号元素钫(Fr)到 112 号元素（未有中文名） Uub，共 25 种元素是不完全周期，可以预计这一周期也应有 32 种元素，其中从 89 号元素 锕(Ac)到 102 号元素锘(No

4、)，称为锕锕系元素系元素。（二）族与原子的电子组态主族主族：周期表中共有 7 个主族，AA，凡内层轨道全充满，最后 1 个电子填入ns 或 np 亚层上的，都是主族元素，价层电子的总数等于族数（用罗马数字表示）,即等于 ns、np 两个亚层上电子数目的总和。例如例如元素13Al，核外电子排布是 1s22s22p63s23p1，电 子最后填入 3p 亚层，价层电子构型为 3s23p1，价层电子数为 3，故为A 族。零族元素：零族元素：（有的教材将其划归A）是稀有气体，其最外层也已填满，呈稳定结构。副族元素：副族元素：在族号罗马字后加“B”表示副族，副族全是金属元素。周期表中共有BB 7 个副族。

5、凡最后一个电子填入（n1）d 或(n 2 )f 亚层上的都属于副族，也称过过渡元渡元素素(transition element),其中镧系和锕系称为内过渡元素内过渡元素(inner transition element)。 BB 族元素，价电子总数等于(n1)d、ns 两个亚层电子数目的总和，也等于其族数。 例如例如元素25Mn 的填充次序是 1s22s22p63s23p63d54s2，价层电子构型是 3d54s2，所以是B 族。 B、B 族由于其(n 1)d 亚层已经填满，所以最外层ns 亚层上电子数等于其族数。族族：它处在周期表的中间，共有三个纵列。最后 1 个电子填在(n1)d 亚层上，

6、也属于过 渡元素。但它们外层电子的构型是(n 1)d610ns0,1,2,电子总数是 810。此族多数元素 在化学反应中的价数并不等于族数。 （三）元素在周期表中的分区 根据价层电子组态的特征，可将周期表中的元素分为 5 个区，这实际上是把价层电子 构型相似的元素集中在一个区（参见图 8-11）元素在周期表中的分区示意图 s 区元素区元素：最后 1 个电子填充在ns 轨道上，价层电子的构型是ns1或ns2，位于周期表的左 侧，包括A 和A 族，它们都是活泼金属，容易失去电子形成+1 或+2 价离子。p p 区元素区元素：最后 1 个电子填充在np 轨道上，价层电子构型是ns2np16，位于长周

7、期表右侧， 包括AA 族元素。大部分为非金属。0 族稀有气体也属于 p 区。s 区和 p 区的共同特点特点是：最后 1 个电子都排布在最外层，最外层电子的总数等于该元素的 族数。s 区和 p 区就是按族划分的周期表中的主族。d d 区元素区元素：它们的价层电子构型是(n1)d19ns12，最后 1 个电子基本都是填充在倒数的 第二层(n1)层 d 轨道上的元素，位于长周期的中部。这些元素都是金属，常有可变化的 氧化值，称为过渡元素。它包括B族元素。dsds 区元素区元素：价层电子构型是(n1)d10ns12，即次外层 d 轨道是充满的，最外层轨道上有 12 个电子。它们既不同于 s 区，也不同

8、于 d 区，故称为 ds 区，它包括B 和B 族，处 于周期表 d 区和 p 区之间。它们都是金属，也属过渡元素。f f 区元素区元素：最后 1 个电子填充在 f 轨道上，价层电子构型是：（n2）f 014ns2,或(n 2)f 014(n1)d 02ns2，它包括镧系和锕系元素（各有 14 种元素），由于本区包括的元素 较多，故常将其列于周期表之下。它们的最外层电子数目相同，次外层电子数目也大部分 相同，只有外数第三层的电子数目不同，所以每个系内各元素的化学性质极为相似，都为 金属，将它们称为内内过过渡元素渡元素。实实例分析：已知某元素的原子序数例分析：已知某元素的原子序数为为 25，试试写出写出该该元素原子的元素原子的电电子排布式，并指出子排布式，并指出该该元素在元素在周期表中所属周期、族和区周期表中所属周期、族和区。解 该元素的原子应有 25 个电子。根据电子填充顺序，它的电子排布式应为 1s22s22p63s22p63d54s2或写成Ar3d54s2。其中最外层电子的主量子数n = 4，所以它属于 第 4 周期的元素。最外层电子和次外层 d 电子总数为 7，所以它位于B 族。3d 电子未充满， 应属于 d 区元素。