1.能层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
2.能级:同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示。同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
3.原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。
4.能层、能级与原子轨道之间的关系
能层(n)
|
能级
|
最多容纳电子数
|
序数
|
符号
|
符号
|
原子轨道数
|
各能级
|
各能层
|
一
|
K
|
1s
|
1
|
2
|
2
|
二
|
L
|
2s
|
1
|
2
|
8
|
2p
|
3
|
6
|
三
|
M
|
3s
|
1
|
2
|
18
|
3p
|
3
|
6
|
3d
|
5
|
10
|
四
|
N
|
4s
|
1
|
2
|
32
|
4p
|
3
|
6
|
4d
|
5
|
10
|
4f
|
7
|
14
|
…
|
…
|
…
|
…
|
…
|
…
|
n
|
…
|
…
|
…
|
…
|
2n2
|
二、原子轨道的轨道形状和能量关系
1.轨道形状
(1)s电子的原子轨道呈球形。
(2)p电子的原子轨道呈哑铃形。
2.能量关系
(1)相同能层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf。
(2)形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……
(3)同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如npx、npy、npz轨道的能量相等。
(1)第一能层(K)只有s能级;第二能层(L)有s、p两种能级,p能级有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M)有s、p、d三种能级。
(2)能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数。
三、基态原子核外电子排布遵循的三个原理
1.能量最低原理:电子优先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。即原子的核外电子排布遵循构造原理,能使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图:
所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
2.泡利原理:在一个原子轨道中,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反。
3.洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同,如2p3的电子排布为,不能表示为或。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
四、原子(离子)核外电子排布式(图)的书写