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原子核外电子排布规律

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原子核外电子排布规律_第1页
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原子核外电子排布规律① 能量最低原理:电子层划分为K

前 18 号元素原子结构的特殊性:(1)原子核中无中子的原子: 11H(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:0 ;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,即丨A、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 2,8,8,18,18,32② 位于过渡元素左侧的主族元素,即III A〜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VIA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, 最高正价二主族序数(0、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: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 s

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(sO、pO、dO、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 1O 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 6s4f。

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