化学自习室移动版

1．依据

构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由公式得出ns<(n－2)f<(n－1)d<np。

2．解释

(1)最外层由ns、np组成，电子数不大于2＋6＝8。

(2)次外层由(n－1)s(n－1)p(n－1)d组成，所容纳的电子数不大于2＋6＋10＝18。

(3)倒数第三层由(n－2)s(n－2)p(n－2)d(n－2)f组成，电子数不大于2＋6＋10＋14＝32。

补充：

基态原子的核外电子排布规律包括以下三条原则： 

（1）保里不相容原理

在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有相同的四个量子数n、l、m和m-s。也就是说，在每一个原子轨道中，只能容纳两个自旋相反的电子。每个壳层所能容纳的电子数是2n2，相应于K、L、M、…各电子壳层，n＝1,2,3…-所能容纳的电子数分别是2,8,18,…。

（2）能量最低原理

原子核外电子的排布，在符合保里原理的前提下应尽可能使体系的总能量为最低。

（3）洪特规则

在角量子数l相同的等价轨道上排布电子时，应尽可能分占磁量子数m值不同的轨道，且自旋平行。

斯莱特、徐光宪等总结了大量的实验数据，得出结论：在绝大多数情况下，电子是按轨道能次序n＋0.7l填充到n、l轨道中去了。后来人们发现n＋0.7l可作为电子在原子轨道中的填充顺序，并不是原子轨道能级高低的顺序。例如，对于3d与4s轨道来说，4s的n＋0.7l值是4＋0.7 ×0＝4，3d的数值是3＋0.7×2＝4.4，所以4s轨道先于3d轨道被填充。电子在原子轨道中填充的顺序是1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p, 6s, 4f,5d,6p,7s,5f,6d,……。填充次序遵循的原则是使原子的总能量保持最低。

例如，Ar的电子层结构是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，它的最外层已有8个电子，如果在它的M层上再加上一个3d电子，就能使M层的电子数超过8，但是由于电子填充顺序的“倒置”，紧接着3p的不是3d，而是N层的4s，因此19K的第19个电子应填入4s轨道，而不是填入3d轨道。要到4s轨道填满两个电子后，新增加的电子才能填入3d轨道，此时M层的电子数虽然已超过8，但它已不是最外层而是次外层了。

同样，我们也可以用电子的填充顺序6s先于4f来解释为什么原子的次外层电子数不能超过18。