深入解讀-如何寫(xiě)任何元素原子的電子構(gòu)型式

深入解讀-如何寫(xiě)任何元素原子的電子構(gòu)型式

我們用一連串的數(shù)字字母，來(lái)表示原子各電子軌道的電子構(gòu)型。不同電子軌道是原子核外不同形狀的區(qū)域，而電子會(huì)以一定概率出現(xiàn)在這些區(qū)域中。電子構(gòu)型式可以快速簡(jiǎn)單地表示出軌道數(shù)目，以及每個(gè)軌道的電子數(shù)。下面告訴你如何自己寫(xiě)電子構(gòu)型式。步驟方法1用常規(guī)元素周期表指定各電子位置1先找出原子序數(shù)。每個(gè)原子都有特定的電子數(shù)，在元素周期表上找出來(lái)。這個(gè)原子序數(shù)式各正整數(shù)，從1（氫）開(kāi)始，隨著原子順序逐個(gè)遞增。原子序數(shù)也是零電荷元素所含的電子數(shù)。2確定原子電荷。零電荷的原子，電子數(shù)和原子序數(shù)是一致的。帶電荷的原子，電子數(shù)則或高或低。如果你的原子帶電荷，就根據(jù)電荷加減電子數(shù)：一個(gè)負(fù)電荷就加上一個(gè)電子，正電荷則減去電子。比如-1電荷的鈉離子，在原有的11電子以外還多了一個(gè)電子。因此這里有12個(gè)電子。3記住軌道基本列表。原子獲得電子以后，會(huì)按照一定順序填入軌道。每個(gè)軌道填滿以后電子會(huì)跑到下一個(gè)軌道去。以下是軌道順序：s軌道系列（電子構(gòu)型中，任何帶“s”字母的數(shù)字）只有一個(gè)軌道，根據(jù)泡利不相容原則，一個(gè)軌道最多含有2個(gè)電子，因此每個(gè)s軌道系列只有2個(gè)電子。p軌道系列含有3個(gè)軌道。因此可以含有6個(gè)電子。d軌道系列含有5個(gè)軌道。因此可以含有10個(gè)電子。f軌道系列含有7個(gè)軌道。因此可以含有14個(gè)電子。4理解電子構(gòu)型的表達(dá)式。電子構(gòu)型式可以清楚表達(dá)原子的電子數(shù)目，也可以表明各軌道中的電子數(shù)。軌道是按照順序?qū)懗龅?。最后的電子?gòu)型式就是一連串的字母跟數(shù)字的形式。比如一個(gè)簡(jiǎn)單的電子構(gòu)型：1s22s22p6.表示1s軌道中有2個(gè)電子，2s有2個(gè)，2p有6個(gè)。2+2+6=10。因此可以表示零電荷的氖元素（原子序數(shù)10）。5記憶軌道順序。注意軌道系列雖然有內(nèi)外區(qū)別，但是是按照能量來(lái)排序的。比如滿軌道4s2比3d10能量低（或者說(shuō)不穩(wěn)定），因此先要列出4s軌道。知道軌道順序以后就可以按照順序把電子填進(jìn)去。順序如下：1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p原子電子構(gòu)型中，如果所有軌道都填滿了，會(huì)是下面形式：1s22s22p63s63p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6.一個(gè)原子的注意上面的軌道如果填滿了就是元素Uuo(ununoctium，一種人工合成的極不穩(wěn)定元素)，序數(shù)為118，是元素周期表序數(shù)最高的元素，這個(gè)元素含有所有零電荷元素可能含有的原子軌道。6根據(jù)電子數(shù)，填入軌道中。比如想要寫(xiě)零電荷鈣原子的原子構(gòu)型，要找出元素周期表其原子序數(shù)，我們得到20，然后就把20個(gè)電子依次安排到各個(gè)軌道上。根據(jù)上述順序，把20個(gè)電子都填入。1s軌道有倆電子，2s有倆，2p有六個(gè)，3s也有倆，然后3p有6個(gè)，4s又有兩個(gè)電子2(2+2+6+2+6+2=20)。因此鈣原子的電子構(gòu)型式：1s22s22p63s23p64s2注意：原子軌道越后，軌道能量越高。到了第四層，會(huì)變成4s先，3d后，第四層以后到第五層這個(gè)規(guī)律又出現(xiàn)了。這種規(guī)律只有在第三層以后才出現(xiàn)。7通過(guò)元素周期表走捷徑。你可能已經(jīng)了解到，元素周期表的形狀是根據(jù)電子軌道系列編排的。比如左起第二列都以“s2”結(jié)尾，最右邊的總是“d10”，等等。用周期表幫你寫(xiě)電子構(gòu)型式，即通過(guò)元素在周期表中的位置，來(lái)相應(yīng)地把電子加入某個(gè)軌道中。按下面來(lái)做：最左側(cè)的兩列，構(gòu)型結(jié)尾都是“s軌道”，周期表右側(cè)都以p結(jié)尾，中間區(qū)域的元素以d結(jié)尾，下面區(qū)域的元素以f結(jié)尾。比如要寫(xiě)氯元素的電子構(gòu)型式，就想想：此元素在第三行（第三周期）位置，也在第五列，即周期表中p結(jié)尾的區(qū)域，因此其電子構(gòu)型結(jié)尾是3p5。注意：d、f軌道對(duì)應(yīng)的能量等級(jí)和元素周期不一致。比如d區(qū)第一行，雖然是第四周期，但也以3d軌道結(jié)尾。而第六周期（f區(qū)第一行）能量對(duì)應(yīng)到4f軌道。8學(xué)習(xí)電子構(gòu)型式的速記法。最右邊的一列，表示惰性氣體。這些元素極其穩(wěn)定。要簡(jiǎn)化長(zhǎng)段的電子構(gòu)型表達(dá)，只要先寫(xiě)出最近的之前的惰性氣體元素的元素符號(hào)，然后就寫(xiě)出剩余的軌道系類。如：我們寫(xiě)個(gè)例子來(lái)解釋。比如寫(xiě)鋅元素（30號(hào)），用惰性氣體簡(jiǎn)寫(xiě)法，鋅的完全電子構(gòu)型式是：1s22s22p63s23p64s23d10。不過(guò)注意1s22s22p63s23p6就是惰性氣體氬元素的表達(dá)式，將氬放在鋅的電子構(gòu)型前，寫(xiě)中括號(hào)中。([Ar])因此可以簡(jiǎn)化鋅元素的電子構(gòu)型為：[Ar]4s23d10方法2用ADOMAH周期表寫(xiě)1理解ADOMAH的意思。不需要記憶電子構(gòu)型的寫(xiě)法了，不過(guò)這里需要用一個(gè)元素周期表的變形。因?yàn)閭鹘y(tǒng)元素周期表從第四行開(kāi)始，周期數(shù)和電子層不對(duì)應(yīng)了。你可以找找ADOMAH周期表，這個(gè)周期表是ValeryTsimmerman發(fā)明的，網(wǎng)上很容易可以找到。ADOMAH周期表中，水平行代表元素組，比如鹵素、惰性氣體、堿金屬、堿土金屬等等。豎列對(duì)應(yīng)各個(gè)電子層，也叫“串”（連接s、p、d、f區(qū)的斜線）和各周期對(duì)應(yīng)。氦在氫旁，兩者都只有1s軌道。周期區(qū)域（s、p、d、f）在右邊顯示，電子層數(shù)在底部顯示。元素列在長(zhǎng)方形中，由1到120依次排列。這個(gè)原子序數(shù)和零電荷的元素所帶電子數(shù)相等。2找出ADOMAH表中的元素原子。找出以后就把之后的元素都剔除掉。比如要找鉺元素（68），就把69-120的元素都刪掉。注意底部數(shù)字1-8。這些表示電子層數(shù)，也是列數(shù)。把全部都是剔除的元素的一列忽略掉，比如鉺元素，我們只看1、2、3、4、5和6列。3數(shù)軌道系列數(shù)?？纯从疫叺淖帜福╯、p、d、f），還有底部的列數(shù)，忽略掉不必要的列數(shù)以后，寫(xiě)下列數(shù)+字母的形式，如：1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p6s(鉺)。注意：上述鉺的電子構(gòu)型，可以按電子層增加的順序?qū)戃壍朗?，也可以根?jù)能級(jí)關(guān)系來(lái)寫(xiě)。只要按照從上到下的“串”來(lái)寫(xiě)，而不是按照一列列來(lái)寫(xiě)：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f124計(jì)算每個(gè)軌道系列的電子數(shù)。數(shù)每個(gè)區(qū)的列中剩余的元素，每個(gè)元素代表一個(gè)電子，比如1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f125s25p66s2。本例子中這個(gè)就是鉺元素的電子構(gòu)型了。5了解不規(guī)則電子構(gòu)型。有十八個(gè)常見(jiàn)基態(tài)元素原子的例外，這些例外元素有兩三個(gè)電子排列和原規(guī)則不符。這些例子中，電子會(huì)待在相對(duì)能級(jí)更低的狀態(tài)中，而不是按普通規(guī)律來(lái)排放電子。以下是這些例外：Cr(...,3d5,4s1);Cu(...,3d10,4s1);Nb(...,4d4,5s1);Mo(...,4d5,5s1);Ru(...,4d7,5s1);Rh(...,4d8,5s1);Pd(...,4d10,5s0);Ag(...,4d10,5s1);La(...,5d1,6s2);Ce(...,4f1,5d1,6s2);Gd(...,4f7,5d1,6s2);Au(...,5d10,6s1);Ac(...,6d1,7s2);Th(...,6d2,7s2);Pa(...,5f2,6d1,7s2);U(...,5f3,6d1,7s2);Np(...,5f4,6d1,7s2)以及Cm(...,5f7,6d1,7s2)。小提示要根據(jù)某個(gè)原子的電子構(gòu)型得出其原子序數(shù)，只要把字母（s、p、d、f）后的數(shù)字都加起來(lái)就行。不過(guò)這只適用于零電荷的原子，如果是離子就不行了，要根據(jù)電荷加減電子數(shù)。字母后的數(shù)字實(shí)際上是上標(biāo)，所以考試別寫(xiě)錯(cuò)了。沒(méi)有所謂的“半滿軌道穩(wěn)定態(tài)”的次能級(jí)，這樣解釋只是過(guò)分簡(jiǎn)化了電子排布規(guī)律。電子之所以在半滿狀態(tài)能穩(wěn)定，是因?yàn)槊總€(gè)軌道正好只有單一電子，使得電子和電子之間的斥力達(dá)到最小程度。所有元素都趨向穩(wěn)定狀態(tài)。最穩(wěn)定的就是含有s、p兩個(gè)滿軌道的原子（s2和p6）。即惰性氣體的電子分布。這也是為什么惰性氣體很難反應(yīng)，且出現(xiàn)在周期表最右邊。如果一個(gè)電子構(gòu)型尾部是3p4，則只需要兩個(gè)電子就可以達(dá)到平衡（要失去包含3s軌道的總共6個(gè)電子需要更多能量，因此失去六個(gè)電子更難）。如果結(jié)尾是4d3，則只需要失去3個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定。同樣半滿軌道（s1、p3、d5）比像p4、p2這樣的更穩(wěn)定。不過(guò)s2和p6要更穩(wěn)定得多。如果原子是離子形式，則表示質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)不相等。電荷會(huì)在元素符號(hào)右上角寫(xiě)出來(lái)。如果銻元素（Sb）電荷為+2，則電子構(gòu)型為：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p15p35p14s03d73d7。注意這里的5p3變成5p1。處理結(jié)尾不是s、p的電子構(gòu)型的時(shí)候要小心，拿走電子的時(shí)候只能拿走價(jià)殼層軌域（s、p）的電子。因此如果一個(gè)電子構(gòu)型是4s23d7，原子含有+2電荷，則要變?yōu)?s03d7，這里的3d7不變，拿走的是4