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电子层排布

电子在原子核外运动状态是相当复杂的。一个电子的运动状态取决于它所处的电子层、电子亚层、轨道的空间伸展方向和自旋状况。科学实验还告诉我们,在一个原子里不可能存在着电子层、电子亚层、轨道的空间伸展方向和自旋状况完全相同的两个电子。这个原理叫泡利不相容原理。根据这个原理,可以知道每一个轨道中只能容纳两个自旋相反的电子。根据这一点,可以推算出每个电子层中最多可容纳的电子数。

E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s<E3d<E4p<E5s<E4d<E5p<E6s<E4f<E5d;规则E:np>(n-1)d>(n-2)f>ns根据这个排电子所在的原子轨道离核越近,电子受原子核吸收力越大,电子的能量越低。反之,离核越远的轨道,电子的能量越高,这说明电子在不同的原子轨道上运动时其能量可能有所不同。原子中电子所处的不同能量状态称原子轨道的能级。根据原子轨道能级的相对高低,可划分为若干个电子层,K、L、M、N、O、P、Q…. 同一电子层又可以划分为若干个电子亚层,如s、p、d、f等。每个电子亚层包含若干个原子轨道。原子轨道的能级可以通过光谱实验确定,也可以应用薛定谔方程求得 电子层

原子轨道的能级与其所在电子的电子层及电子亚层有关,还与原子序数有关。E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s<E3d<E4p<E5s<E4d<E5p<E6s<E4f<E5d;规则E:np>(n-1)d>(n-2)f>ns;1、不同电子层能级相对高低K<L<M<N…2、同一电子层不同亚层:ns<np<nd<nf…3、同一亚层内各原子轨道能级相同,称为简并轨道。4、原子轨道能级随原子序数增大而降低。电子轨道亚层在周期表上也有,就是那个S、P、D、F、G等就是亚层排布。S亚层最多容纳两个电子,P层最多6个,依次为10个、14个。另外在分析时候还要考虑能级交错。给你举个例子,铁的亚层在书上标的是3D64S2,这就是说,铁的第四层只用到S层,有两个电子,而第三层用到D层,D层有六个,这说明第三层的S、P层都饱和,所以S层有2个,P层有6个,D层有6个(上面分析的)所以铁的第三层有2+6+6=14个电子。先说说金属。元素周期表的前两个族除了氢之外都是金属元素。由于它们是主族元素,它们的原子核外的电子层里电子都是饱和的,除了最外层。这样看,它们最外层的电子很容易全部失去,因此它们的正价很稳定,而且只有一个,等于最外层的电子数。除了前两个族的元素大部分为金属元素外,还有过渡元素。

从过渡元素在周期表中的位置看,很容易判断它们的次外层电子并不饱和,这样使得它们的化合价繁多,性质也很复杂。通常过渡元素都有亚正价,比如说铁的二价正离子就叫亚铁离子,铜的一价正离子就叫亚铜离子。这些亚价的正离子都不是很稳定,在有氧化剂的存在下都会被氧化,成为高价金属离子。而且这些过渡元素几乎都可以成为酸根的主元素 ,比如铁酸根、锰酸根和高锰酸根等。在这种高价态过渡元素形成的酸中,由于过渡金属最外层和次外层的电子全部失去,这些酸大部分都有强氧化性,比如重铬酸、高锰酸等。在化学推断题中,经常使用这些课本中不常见的氧化剂,多了解它们的性质对今后做题很有帮助。在第三主族到第六主族里都有金属元素存在,它们是因为随着质子数增多,都显示了或多或少的金属性。在元素周期表中非金属元素都是写在绿框里的,很醒目。非金属元素都易得电子,一般在与金属元素形成的化合物中显负价。但这不代表它们不显正价。在遇到极强的氧化剂时,也会显正价,比如七氧化二氯。这些正价的氧化物溶于水也会形成相应的酸。这些以高价非金属元素为主元素的酸一般也都有强氧化性,如氯酸、浓硫酸。但是,由于氟的非金属性最强,没有氧化剂可以把它氧化,所以氟没有正价。请注意在金属与非金属交界的地方,有一些元素,它们呈梯形排列,有铝锗锑和硼硅砷碲。它们兼有金属性和非金属性。这是由它们所在的特殊位置决定的。它们正处在金属与非金属交界处,是元素由金属向非金属过渡的中间元素。仔细观察镧系和锕系元素。这些元素之所以被排在周期表的同一个格里,是因为它们的性质很相似。它们最外层电子层电子数相同,电子的变化都发生在次外层或倒数第三层。科学家们为了周期。

如果没有外界能量输入的话,电子会尽可能降低自身能量。能量低的电子在离核较近的区域运动,能量高的电子在离核较远的区域运动。而电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。也就是说,在通常情况下,低层有了空位,高层的电子会释放光子降低能量填补到低层去(在外面跑大圈是很累的)。


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