钻穿效应-外层电子能够避开其它电子的屏蔽而钻穿
到内层，在离核较近的地方出现。钻穿效应强弱顺序 为：ns>np>nd>nf
钻穿效应导致电子在离核较近的区域内出现的概
率增大，因而受到其它电子的屏蔽减少，受核的吸 引增强，响应的能级降低。钻穿效应使各电子亚层 能级的顺序为：Ens<Enp<End<Enf
6p 5d 4f 6s
5s
4s 3s 4p 3p
能 量
4 3 2
3d
3p 3s 2p 2s 1s
2s
1s
2p
鲍林
•反映能级相对能量高低
1
能级组
特点：
其一，按能级高低而不是按电子层的顺序排列 。
其二，原子轨道与能级组、周期、电子最大 容量的关系：
原子 轨道
1s 2s 2p 3s 3p
二 2 8 三 3 8
1) 元素周期律
元素原子的电子层结构呈周期性变化 ，导致元素性质周期
性变化, 这就是元素周期律。
2) 元素的周期
周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独 自对应一个周期。共有七个能级组， 所以共有七个周期。
短周期（一，二，三） 周 期 长周期（四，五，六，七）
•按照各元素原子核外电子排布的顺序排列就形成了元素周期表
屏蔽效应使核对电子的有效吸引减弱，将导致轨道能
级升高；而钻穿效应使核对电子的有效吸引加强，将 导致轨道能级降低。
电子与电子之间的作用使各自拥有了这种能量
5.2.1 多电子原子轨道能级 1. Pauling 近似能级图 6 5
6s 6p 5p 5d 4d
一般来说n-1d高于ns层的能量
4f
5p 4d 5s 4p 3d 4s
周 期
族
1 2
IA H 氢 IIA Li Be 锂 铍
s区 d区
VIII
p区 f区
0 He IIIA IVA VA VIAVIIA 氦 B C N O F Ne 硼 碳 氮 氧 氟 氖 Al Si P S Cl Ar IB IIB 铝 硅 磷 硫 氯 氩
3 Na Mg 钠 镁 IIIB IVB VB VIB VIIB
4s 3d 4p
四 4 18
6s4f 7s5f 5s 4d 5p 5d6p 6d7p
五 5 18 六 6 32 七 7 未满
能级组 一 周期 电子最 大容量 1 2
其三，对n，l 相同的轨道(等价轨道)，其 能量相同。
其四，各原子轨道的能级由n，l 共同决定。
• l 相同，n 不相同：n 越大，能量越高； E1s<E2s<E3s E2p<E3p<E4p • n 相同，l 不相同：l 越大，能量越高；
周期、族与原子的电子层结构
ⅠA
1 2
3 4 5 6
ⅡA
Ⅲ A Ⅳ A ⅤA Ⅵ A Ⅶ A
Ⅲ B ⅣB ⅤB Ⅵ B Ⅶ B
Ⅷ
ⅠB Ⅱ B
La*
Ac* La* Ac*
7
（4）区（Blocks）
区与原子结构的关系
价层电子构型
ns1-2 ns2np1-6
电子数
ns=1-2 ns+np=3-8
族
ⅠA,ⅡA ⅢA-ⅦA
(n-1) d+ns=3-7
(n-1) d+ns=8-10
ⅢB-ⅦB
Ⅷ
d
d f
长式周期表元素分区示意图
ⅠA
0
ⅡA Ⅲ A Ⅳ A ⅤA Ⅵ A Ⅶ A
1 2
3 4 5 6 7
Ⅲ B ⅣB ⅤB Ⅵ B Ⅶ B ⅦB
ⅠB
ⅡB
p区 ns2 np1-6
s区
ns1-ns2
d区 (n-1)d1-8 ns2
ds区 (n-1)d10 ns2
解 1)由题意知：C原于N层电子数至少为6个，因此，C原于M 层应是全充满，为18个电子．由此可知，A原于M层有10个电子， 即A原子3d亚层满足有2个电子，所以，A原子N层电子排布为 4s2，即；A原子电于排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，为Ti。 (2)A原子N层有2个电子，由题意知，C原子N层有7个电子， 故C原子电子排布式为：1 s22s22p63s23p63d104s24p5．为Br， (3)由(2)知，B原子N层有1个电子，又B为副族元素，所以N 原子3d必有5个电子(半满结构)。可得出N 原子电子徘布式： 1s22p63s23p63d 54s1，为Cr。
24Cr：1s 22s22p63s23p63d54s1，为第四周期ⅥB族、d区元
素；
29Cu：1s
22s22p63s23p63d104s1，为第四周期ⅠB族、ds区元素
例 有A、B、C三元素，C原子M层电子数比A原于M层电 子数多8个，C原于N层电子数比A原子、B原子N层电子数 分别多5个和6个，且B为副族元素，试判断A、B、C 各为 何元素，写出其电子排布式，并指出推理过程。
3s1 3s23p1 3d64s2 3s23p5 3d54s1 3d104s1
[ Ar ] — 原子实， 表示 Ar 的电子结构式 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 同周期惰性元素的电子结构式

基态阳离子的电子排布
• 原子失电子变成简单阳离子时总是先失去最外层电子 • 一般，在原子的最高能级组中同时有ns ,np, • (n-1)d和(n-2)f，按规则，失电子的先后次序 是：np>ns>(n-1)d>(n-2)f
4s, 3d, 4p
5s, 4d, 5p 6s, 4f, 4d, 6p
4.0, 4.4, 4.7
5.0, 5.4, 5.7 6.0, 6.1, 6.4, 6.7
第四能级组
第五能级组 第六能级组
7s, 5f, 5d, 7p
7.0, 7.1, 7.4, 7.7
第七能级组
徐光宪教授 (n + 0.7l)规则，与Pauling的近似能级图一致。
(3)1s22s22p63s23p63d104s1，第四周期，第ⅠB族，为铜，Cu；
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2，第六周 期，第ⅡB族，为汞，Hg。
若元素最外层仅有一个电子，该电子的量子数为n=4，l=0， m=0，ms=+1/2。问： (1)符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各为多少？ (2)写出相应元素原子的电子结构，并指出在周期表中所处的 区域和位置。 解：(1)满足上述条件的元素有K、Cr、Cu，原子序数分别为 19、24、29； (2)19K：1s22s22p63s23p64s1，为第四周期ⅠA族、s区元 素；
在不违背保里不相容原理的前提下，电 子在各轨道上的排布方式应使整个原子能量 处于最低状态，这就是能量最低原理。
提问：
(Z=6) C: 1s22s22p2 2p有三个轨道，两个电子如何填充?
3. 洪特规则(Hund’s Rule)
能量相同的轨道（如3条p轨道，5条d轨道，
7条 f 轨道）叫等价轨道。电子分布到等价轨道时，总是 优先占据不同轨道，且平行自旋。
1
[Xe] 4f 5d 6s
特例：等价轨道处于全满( p6、 d10、 f14 ) 、半满( p3、 d5、 f7 )或全空状态( p0、 d0、 f0 )时能量较低，比较 稳定。 例外：Pt，W
三、核外电子的排布和元素周期系 电子的分布
按三原则，利用能级图的填充顺序，写出原子的电子排布式 能级组由低（n，l）至高(n，l)、由左至右的次序填入诸能级。 然后在各轨道符号的右上角用数字表示该轨道上的电子数，没有 填入电子的全空轨道则不必列出。 例如，基态钛原子（Z=22）的电子分布为（右上角数字为填入 的电子数）： 1s2 2s22p63s23p64s23d2 故态钛原子的电子分布式写成（按电子层而不是按能级组的次序 书写） 2 2 6 2 6 2 2 22Ti 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 电子排布式按同层电子进行书写
镧系
锕系
f区
(n-2)f1-14 (n-1)d0-1 ns2
例 写出下列各原子序数的电子层构型，并指出元素所在周期 表中的周期、族、元素名称及元素符号。 (1) Z = 18；(2) Z = 24；(3) Z = 29；(4) Z = 80 (1)1s22s22p63s23p6，三周期，第0族，为Ar； (2)1s22s22p63s23p63d54s1，第四周期，第ⅥB族，为铬，Cr；
4
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 6 7 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 铯 钡 镥 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uun Uun 钫 镭 铹 镧 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 系 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No 系 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘
（3）周期和族（Peபைடு நூலகம்iods and Group）
a. 周期 周期数＝电子层层数n＝能级组数 b. 族（最后一个电子进入的轨道）