第2章化学元素和物质结构 (1)泡利不相容原理：一个原子轨道最多只能容纳2个自旋相反的电子，即在同一个 原子中没有四个量子数完全相同的电子。每个电子层中原子轨道的数目是n个，因此每个 电子层最多所能容纳的电子数为2n2个。 (2)能量最低原理：多电子原子在基态时，核外电子总 是尽可能分布到能量最低的轨道。 (3)洪德规则：也叫等价轨道原理，电子在能量相同的 原子轨道上排布时，总是尽可能地以自旋方向相同的形式分占 ®⑧ 不同的轨道，此时体系能量低、稳定。 ⑧@@0 洪德规则的特例：等价轨道全充满(p,d,∫片，半充满 (p,,)和全空(p°，，)状态比较稳定。 例如，氮原子核外有7个电子，核外电子排布为 四 1s22s22p.'2p,'2p。 电子填入轨道次序图 3.电子结构式 Ne(Z=10):1s22s22p ①①① ①D ①D 2p Na(Z=11):122s22p3s 25 K(Z=19):1s22s22p3s23p4s 氮原子核外电子的排布图 简化写法，用稀有气体表示全充满的结构，称为原子实。例， Ca(Z=20):1s22s22p3s23p4s2简写为[Ar]4s2:Cr(Z=24):1s22s22p3s23p3d'4s,简写为 [Ar]3df4s'。 2.3.2核外电子排布与周期系的关系 1.每周期的元素数目 周期：元素周期表中的行，共分为七个周期，与七个能级组相对应。 每个周期的元素数量等于各能级组对应的原子轨道所能够容纳的最多电子数。 元素周期表中的周期与各周期元素的数目 周期 能级组 能级组内原子轨道 所能容纳的最多电子数 最大元素数目 1 1 Is 2 2 2 2s2p P 8 3 3 3s3p 8 8 4 4s3d4p 18 18 5 J 5s4d5p 18 18 6 6 6s4f5d6p 32 32 7 7s5fod 32 32 2.元素在周期表中的位置 元素在周期表中所处周期的序数等于该元素原子所具有的电子层数。 族：元素周期表中的列，共有7个主族(LA~VIA族)、零族、7个副族(B~VIB族)和VⅢ 族（含3列）。元素在周期表中的族数，基本上取决于元素的最外层电子数或价电子数。 各主族元素(A~VIA)、第IB、第ⅡB副族元素的最外层电子数等于族序数：零族元 素最外层电子数为2或8，是全充满结构：第Ⅲ至第IB族元素的族的序数等于最外层s电子 数与次外层d电子数之和：Ⅷ族元素的最外层s电子数与次外层d电子数之和为8,9,10。 8第 2 章 化学元素和物质结构 8 （1）泡利不相容原理：一个原子轨道最多只能容纳 2 个自旋相反的电子，即在同一个 原子中没有四个量子数完全相同的电子。每个电子层中原子轨道的数目是 n 2 个，因此每个 电子层最多所能容纳的电子数为 2n 2个。 （2）能量最低原理：多电子原子在基态时，核外电子总 是尽可能分布到能量最低的轨道。 （3）洪德规则：也叫等价轨道原理，电子在能量相同的 原子轨道上排布时，总是尽可能地以自旋方向相同的形式分占 不同的轨道，此时体系能量低、稳定。 洪德规则的特例：等价轨道全充满(p 6 , d 10 , f 14) ，半充满 （p 3 , d 5 , f 7）和全空（ p 0 , d 0 , f 0）状态比较稳定。 例如，氮原子核外有7个电子，核外电子排布为 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1 2pz 1。 3．电子结构式 Ne（Z=10）：1s 2 2s 2 2p 6 Na（Z=11）：1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 K（Z=19）：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 简化写法，用稀有气体表示全充满的结构，称为原子实。例， Ca（Z=20）：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 简写为[Ar]4s 2 ；Cr（Z=24）：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1，简写为 [Ar]3d 5 4s 1。 2.3.2 核外电子排布与周期系的关系 1．每周期的元素数目 周期：元素周期表中的行，共分为七个周期，与七个能级组相对应。 每个周期的元素数量等于各能级组对应的原子轨道所能够容纳的最多电子数。 元素周期表中的周期与各周期元素的数目 周期 能级组 能级组内原子轨道 所能容纳的最多电子数 最大元素数目 1 1 1s 2 2 2 2 2s2p 8 8 3 3 3s3p 8 8 4 4 4s3d4p 18 18 5 5 5s4d5p 18 18 6 6 6s4f5d6p 32 32 7 7 7s5f6d 32 32 2．元素在周期表中的位置 元素在周期表中所处周期的序数等于该元素原子所具有的电子层数。 族：元素周期表中的列，共有7个主族(IA～VIIA族)、零族、7个副族(IB～VIIB族)和VIII 族（含3列）。元素在周期表中的族数，基本上取决于元素的最外层电子数或价电子数。 各主族元素(IA～VIIA)、第ⅠB、第ⅡB副族元素的最外层电子数等于族序数；零族元 素最外层电子数为2或8，是全充满结构；第Ⅲ至第ⅦB族元素的族的序数等于最外层s电子 数与次外层d 电子数之和； Ⅷ族元素的最外层s电子数与次外层d电子数之和为8，9，10。 电子填入轨道次序图 1s 2s 2p 氮原子核外电子的排布图