二、原子的价电子层结构
（1）基态原子的价层电子构型
价层——价电子所在的亚层 价层电子构型——指价层的电子分布式
ⅠA
0
一 1 ⅡA
1s1
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 1s2
二3 4
5 6 7 8 9 10
三 11 12 ⅢBⅣBⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 13 14 15 16 17 18
几率峰出现, 相当于电子靠近核, 受核 作用强, 同时回避了内层电子的屏蔽作 用, 自身能量下降. 这种效应称为钻穿 效应。
可以用钻穿效应解释能级分裂, 即同一
能级组(n 相同), l 大的电子能量高,
l 小的电子可以钻入内部, 自身能量降 低, 产生能级分裂。总之, 屏蔽效应使 电子的能量上升, 钻穿效应使电子能降 低。
原子实——原子中除去最高能级组以外 的原子实体
三、元素周期律与核外电子排布的关系
最后一个电子填入s亚层
ⅠA
1、分区
0
一
二 三
1131S最Ⅱ142A后Ⅲ一B Ⅳ个BⅤ电B Ⅵ子B一ⅦB般填Ⅷ入次Ⅰ外BⅡ层BⅢd153A亚Ⅳ164层AⅤ175ApⅥ186AⅦ197A
2
10 18
四 19
20
21
22 23
(6) 当被屏蔽电子是(nd)组或(nf)组电子
时，同组电子屏蔽为0.35，左边各组电子 屏为1.00。 在计算某原子中某个电子的值时，可将有关 屏蔽电子对该电子的值相加而得。 例：计算铝原子中其它电子对一个3P电子的 值，其Z* =？ 解：按斯来特规则分组 （1S）2（2S，2P）8（ 3S，3P）3
= 0.35×2 + 0.85 ×8 + 1.00 ×2 = 9.50 Z* = Z – = 13–9.50 = 3.5
思考题： 1、 分别计算Sc的一个3S电子和一个3d电子
的 值？ 2、试比较钾原子的最后一个电子填充在3d轨
道和4S轨道上的能量。
（二）钻穿效应
1.钻穿效应
n 相同，l 不同的轨道，由于电子云径向 分布不同，电子穿过内层到达核附近以 回避其他电子屏蔽的能力不同，而使电
入内部, 自身能量降低, 产生能级分裂。 总之, 屏蔽效应使电子的能量上升, 钻穿 效应使电子能降低。
※对于多电子原子体系, 能量高低由什么 因素决定? 由 n 和 l 同时决定: ※ l 相同, n 大的能量高, 即 E2s < E3s < E4s, 因为依次受屏蔽作用增大, Z* 依 次下降, 所以能量依次升高。
d
24 25
26
27 28
所以, E3d > E4s 此种现象在 21 号元素 Sc 的 左右发生, 称为能级交错(外层轨道的能量反而 比内层轨道能量低的现象)
可用径向分布图解释:
2.能级交错： 钻穿越深的电子对其他电子的屏蔽越 大，使不同轨道上的电子能级发生变化， ns电子能量变的更低，nd, nf 电子能量 变的更高。从而引起能级上的交错。
4
※不同电子所受的屏蔽作用不同. 其大小与 角量子数 l 有关:
※ l 大的电子, 受屏蔽大, 能量高; ※ l 小的电子, 受屏蔽小, 能量升高的幅度小. ※ 对于运动状态不同的电子, 或 n 相同, l不
同的原子轨道, 有:
2.屏蔽常数的计算(Slater)规则：
(1)分组：按以下次序(1s) ,(2s,2p), (3s,3p),(3d),(4s, 4p),(4d),(4f), (5s, 5p),(5d),(5f)
※ n 相同, l 大的能量高, E3s < E3p < E3d, 因为依次受屏蔽作用增大, 自身钻 穿作用依次减小, 均使能量升高。
※ n 和 l 均不同, 则 n&#.
如: 4s 4 + 0.7 X 0 = 4
= 4.4
3d 3 + 0.7 X 2
(n-1)d10ns1~2
ns1~2 (n-1)d1~9ns1~2
ns2np1~6
（2）简单基态阳离子的电子分布
基态原子外层电子填充顺序： 经验规律 →ns →(n-2)f →(n-1)d →np
价电子电离顺序： →np →ns →(n-1)d →(n-2)f
例 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar] 3d64s2 Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 或 [Ar] 3d6
四 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
五 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
六 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
子具有不同的能量，这种由于s，p，d，f
轨道径向分布不同而引起的能量效应。 （penetrating effect)。
意义: 电子钻入内部, 靠近核的作用(使自身 能量下降) 可以从径向分布函数图加以解释:
可以看出: l 大的，钻穿效应小, 远离核, 能量升高。 l 大的, 屏蔽效应大, 远离核, 能量升高。 相反: l 小的，钻穿效应大, 靠近核, 能量下降。 l小的, 屏蔽效应小, 靠近核, 能量下降. 亦即: n 相同, l小的电子, 在离核近处, 有小的
(2)每一小组右边各组的电子对该组电子不 产生屏蔽作用。
(3) 在(ns,np)同组中，每一个电子屏蔽同 组电子为0.35，而1s组内的电子相互屏蔽
0.30。
(4) 内层(n-1)层中每一个电子对外层 (ns, np）上电子屏蔽为0.85。
(5) 更内层的(n-2)层中每一个电子对外层 (ns, np)上电子屏蔽为1.00。
核外电子的排布规律和元素周 期表
1
Z* = Z - ：屏蔽常数，
E13.6(Z)2 eV
n2
换个角度考虑:将研究电子之外的原子其余部 分, 均视为原子核,则将复杂的多原子体系 简化为单电子体系:
E13.6(Zn2)2 eV
说明: 相当于内层电子抵消或中和掉部分正电 荷, 使被讨论的电子受核的吸引下降, 离核 更远, 能量更高, 即为内层电子对外层电子 的屏蔽作用. 屏蔽效应越大, 受屏蔽的电子 的能量越高, 是电子远离核的作用.