seegongsik
高一~高中二年级 (15-17岁)

高中化学 电子排布

电子并不是随便进入哪个轨道，而是依次遵循三条规则找到位置。 能量低的轨道先填满的构造原理，一个轨道最多只能容纳两个自旋相反电子的泡利不相容原理，能量相同的轨道有多个时先各放一个的洪特规则。 掌握这三条，就能从原子序数写出电子排布，剩下的未成对电子数还能让人推测磁性和成键的性质。 图中一个方框就是一个轨道，上下箭头是自旋相反的两个电子，增大原子序数就能看清方框依次填满的顺序。

电子先进哪个方框？

💡 把它想成住户搬进公寓
①先住满最低的楼层（1s）。下层还有空位时不会搬到上层，这就是构造原理
②一个房间最多住两人，而且朝向相反。图中同一方框里并排的 ↑ 和 ↓ 就是泡利不相容原理
③同一层有好几个房间时，先每间住一人。氧的 2p 先在三个方框里各放一个电子，第四个电子再到第一个方框配对，于是剩下 2 个未成对电子
④依次应用这三条规则，任何原子的基态电子排布都只有一种

增大原子序数逐个填入

6
🔍 拖动滑块时值得停下的元素
①Z = 1（H）：1s¹。唯一的电子进入最低的方框
②Z = 6（C）：1s² 2s² 2p²。2p 的两个电子不挤在同一个方框，而是分进两个方框，未成对电子有 2 个
③Z = 10（Ne）：2p 全部填满，未成对电子为 0，所以氖是几乎不反应的稀有气体
④Z = 19（K）：3d 方框还空着，第 19 个电子却进入 4s，因为 4s 的能量比 3d 低
⑤Z = 24（Cr）和 29（Cu）是例外：一个 4s 电子移到 3d，使 3d 半满或全满

决定排布的三条规则

构造原理
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p
按能量从低到高依次填充轨道
泡利不相容原理
一个轨道最多 2 个电子（↑↓）
同一原子中不可能有两个电子的四个量子数完全相同
洪特规则
能量相同的轨道 → 先各放一个，自旋平行
电子彼此分开时排斥较小，能量较低
💡 未成对电子改变性质
①有未成对电子的原子具有顺磁性，会被磁铁吸引，未成对电子越多这种性质越强
②电子全部成对时为抗磁性，会被磁铁微弱地排斥
③同族元素的价电子排布相同（第 1 族都以 ns¹ 结尾），所以化学性质相似
④过渡金属的 4s 和 3d 能量接近，两种轨道的电子都能失去，因此有多种氧化数

动手练习

例题 1
写出钠（Na，原子序数 11）的基态电子排布。
1
从能量最低的轨道开始放入 11 个电子：1s 放 2 个，2s 放 2 个，2p 放 6 个，最后 1 个进入 3s。
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
2
把上标全部相加，确认与原子序数相同。
2 + 2 + 6 + 1 = 11
▸ 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
最后一个电子独自进入新电子层的 3s。钠很容易失去这一个电子，所以是反应性很强的第 1 族金属。
例题 2
求氧（O，原子序数 8）的基态电子排布和未成对电子数。
1
按构造原理放入 8 个电子。
1s² 2s² 2p⁴
2
按洪特规则，2p 的 4 个电子先在三个方框里各放一个，剩下一个在第一个方框配对。
2p：↑↓ ↑ ↑ → 未成对电子 2 个
▸ 1s² 2s² 2p⁴，未成对电子 2 个
2p 有 4 个电子，也不会两两成对挤进两个方框。第一张图里的氧正是这种排布。

总结

电子层的最大电子数
主量子数为 n 的电子层：最多 2n² 个
n = 1 → 2，n = 2 → 8，n = 3 → 18，n = 4 → 32
亚层的最大电子数
s = 2，p = 6，d = 10，f = 14
角量子数为 l 的亚层有 2l + 1 个轨道，容纳 2(2l + 1) 个电子
2022 评价院模考化学Ⅰ类题改编
基态电子排布为 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 的元素是哪一种？
①F
②Ne
③Na
④Cl
⑤Ar
▸ ④ Cl
1
上标之和就是电子数，也就是原子序数。
2
2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17，所以选原子序数为 17 的元素。
原子序数 17 → Cl（氯）
🎯 考试要点
①按填充顺序书写电子排布，并检查上标之和是否等于原子序数
②4s 先于 3d 填充
③像 He、Ne、Ar 这样电子层或亚层全满的排布是稳定的
④用洪特规则画方框来数未成对电子：p³ 有 3 个，p⁴ 有 2 个
⑤阳离子先失去最外层电子：Na⁺ 失去 3s¹，变成 1s² 2s² 2p⁶
← 上一页
原子模型的演变
下一页 →
周期表与元素性质

最后更新

如果有帮助，请支持我们