内蒙古科技大学生物与化学工程学院 王震平普通T化学讲义 现了3d轨道能量又低于4s轨道能量。由此可知3d和4s轨道能级交错并不发生在所有 元素之中。其余如4d和5s、5d和6s等轨道也有类似情况。 5.2.2、核外电子分布原理与方式 5.2.2.1、 核外电子分布的三个原理：原子中电子的分布可根据光谱数据来确定 如表5.3所列。各元素原子中电子的分布规律基本上遵循三个原理，即泡利(Pauli)不 相容原理、最低能量原理以及洪德(ud)规则。此外，还有一些其它的补充规则，用以 解释以上规则不足以说明实验事实的一些特例。 泡里不相容原理（解决了每二个原子轨道或电子层中可容纳的电子数） 在 个原 子中，不允许两个电子的四个量子数完全相同。即，同一个原子轨道最 多只能容纳两个电子，且自旋相反。 第n层最多可以排布几个电子？ 根据泡里原理，主量子数为n的电于 层内允许排布的电子数最多为2n2个。 2.能量最低原理（解决了n或1值不 同的轨道中，电子的分布规律) 核外电子在原子轨道上的排布， 必须 尽量占据能量最低的轨道 为了表达或书写周期系中元素原子的 电子分布形式，鲍林(L.Pauling)提出了多 电子原子轨道的所谓近似能级高低顺序： 1s:2s,2p:3s,3p:4s,3d,4p:5s 4d. 5p, 长式周期系中各元素原子中电子 的一般分布规律（如图5.12） 3.洪德规则（解决了n、1值相同的 轨道中，电子的分布规律) 当电子在、1相同的数个等价轨道 上分布时，每个电子尽可能占据磁量子数 不同的轨道且自旋平行。 图5.12能级排列与能级组 例题5.1碳原子(1s22s22p2)的两个p电子在三个能量相同的2p轨道上如何分 布？ 按上述电子分布的三个基本原理和近似能级顺序，可以写出大多数元素原子的电子 分布式（表5.3原子中电子的分布） 4.能量最低原理的补充规则 当相同能量的轨道为全充满或半充满的状态时，能量较低 多电子原子核外电子分布的表达式叫做电子分布式。例如，钛(T)原子有22个电 子，按上述三个原理和近似能级顺序，电子的分布情况应为 1s22s22p53s23p54s23d2 但在书写电子分布式时，要将3d轨道放在4s前面，与同层的3s、3即轨道一起， 即钛原子的电子分布式应为 1s2222p5323053d4s2
内蒙古科技大学生物与化学工程学院 王震平 普通化学讲义 11 现了 3d 轨道能量又低于 4s 轨道能量。由此可知 3d 和 4s 轨道能级交错并不发生在所有 元素之中。其余如 4d 和 5s、5d 和 6s 等轨道也有类似情况。 5.2.2、 核外电子分布原理与方式 5.2.2.1、 核外电子分布的三个原理：原子中电子的分布可根据光谱数据来确定， 如表 5.3 所列。各元素原子中电子的分布规律基本上遵循三个原理，即泡利(Pauli)不 相容原理、最低能量原理以及洪德(Hund)规则。此外，还有一些其它的补充规则，用以 解释以上规则不足以说明实验事实的一些特例。 1. 泡里不相容原理（解决了每一个原子轨道或电子层中可容纳的电子数） 在同一个原子中,不允许两个电子的四个量子数完全相同。即，同一个原子轨道最 多只能容纳两个电子，且自旋相反。 第n 层最多可以排布几个电子？ 根据泡里原理，主量子数为n 的电子 层内允许排布的电子数最多为 2 2 n 个。 2. 能量最低原理（解决了n 或l 值不 同的轨道中，电子的分布规律） 核外电子在原子轨道上的排布，必须 尽量占据能量最低的轨道。 为了表达或书写周期系中元素原子的 电子分布形式，鲍林(L.Pauling)提出了多 电子原子轨道的所谓近似能级高低顺序： 1s；2s，2p；3s，3p；4s，3d，4p；5s， 4d，5p，；6s，4f，5d，6p；7s，5f.。它 们反映了长式周期系中各元素原子中电子 的一般分布规律（如图 5.12 ） 3. 洪德规则（解决了n 、l 值相同的 轨道中，电子的分布规律） 当电子在 n 、 l 相同的数个等价轨道 上分布时，每个电子尽可能占据磁量子数 不同的轨道且自旋平行。 例题 5.1 碳原子( 2 2 2 1s 2s 2 p )的两个 p 电子在三个能量相同的 2p 轨道上如何分 布？ 按上述电子分布的三个基本原理和近似能级顺序，可以写出大多数元素原子的电子 分布式（表 5.3 原子中电子的分布） 4. 能量最低原理的补充规则 当相同能量的轨道为全充满或半充满的状态时，能量较低。 多电子原子核外电子分布的表达式叫做电子分布式。例如，钛(Ti)原子有 22 个电 子，按上述三个原理和近似能级顺序，电子的分布情况应为 但在书写电子分布式时，要将 3d 轨道放在 4s 前面，与同层的 3s、3p 轨道一起， 即钛原子的电子分布式应为 图5.12 能级排列与能级组
内蒙古料技大学生物与化紫工程堂院 玉意平普题化学拼义 又如，锰原子中有25个电子，其电子分布式应为 1s2222p53s23053d54s 由于必需服从洪德规则，所以3d轨道上的5个电子应分别分布在5个3d轨道上 而且自旋平行。此外，铬、钼、铜、银和金等原子的(-1)d轨道上的电子都处于半充 满状态或全充满状态（见表5.3），通常是比较稳定的。 表5.3原子中电子的分布 电子层 子元素K 1 N 0 P 2s s 3p 3d 5p 5d 5f s 6p 6d 7 1 He 345 Be 222 2 2 67 2 23 8910 22 24 2 Ne e 3 Na 28 2345 S 22222 26 26 23 16 s 22 26 2 26 25 2626 2 26 26 Ca 26 26 1904223245262724290 26 261 22222222222 28 265 26 26e 2810 Cu 26 2610 3
内蒙古科技大学生物与化学工程学院 王震平 普通化学讲义 12 又如，锰原子中有 25 个电子，其电子分布式应为 由于必需服从洪德规则，所以 3d 轨道上的 5 个电子应分别分布在 5 个 3d 轨道上， 而且自旋平行。此外，铬、钼、铜、银和金等原子的(n-1)d 轨道上的电子都处于半充 满状态或全充满状态(见表 5.3)，通常是比较稳定的。 表 5.3 原子中电子的分布