原子结构示意图规则

一、原子核外电子排布的原理

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