外圍電子排布式

基本解釋

外圍電子排布式：是指將過渡元素原子的電子排布式中符合稀有氣體的原子的電子排布的部分（原子實(shí)）或主族、0族元素的內(nèi)層電子排布省略后剩下的式子。

如Cl：1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵將"1s² 2s² 2p⁶"（Cl的內(nèi)層電子排布，也是Ne的電子排布式）省略，"3s² 3p⁵"即為氯原子的外圍電子排布式。同理，K原子的外圍電子排布式為4s¹（省略了內(nèi)層電子排布1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶)、Fe原子外圍電子排布式為3d⁶ 4s²(省略了Ar的電子排布式1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶)。

在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是外圍電子，而“原子實(shí)”不受影響，外圍電子排布式能更簡捷地、直接地反映原子的電子層結(jié)構(gòu)。

如碳、氧、鈉、鈣原子的電子排布式分別是1s² 2s² 2p²、1s² 2s² 2p⁴、1s² 2s² 2p⁶ 3s¹、1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²，其簡化的電子排布式可以分別表示為[He]2s² 2p²、[He]2s²2p⁴，[Ne]3s¹、[Ar]4s²。

原子實(shí)例：

[He]:1s²、

[Ne]:1s² 2s² 2p⁶、

[Ar]:1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶、

[Kr]:1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶、

[Xe]:1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶、

[Rn]:1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶、

[Og]:1s² 2s² 2p⁶3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 5f¹⁴ 6s² 6p⁶ 6d¹⁰ 7s² 7p⁶。

處于穩(wěn)定狀態(tài)的原子，核外電子將盡可能地按能量最低原理排布，另外，由于電子不可能都擠在一起，它們還要遵守泡利不相容原理和洪特規(guī)則及其補(bǔ)充規(guī)則，一般而言，在這三條規(guī)則的指導(dǎo)下，可以推導(dǎo)出元素原子的核外電子排布情況，在中學(xué)階段要求的前36號元素里，沒有例外的情況發(fā)生。

對于某元素原子的核外電子排布情況，先確定該原子的核外電子數(shù)（即原子序數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)），如24號元素鉻，其原子核外總共有24個(gè)電子，然后將這24個(gè)電子從能量最低的1s亞層依次往能量較高的亞層上排布，只有前面的亞層填滿后，才去填充后面的亞層，每一個(gè)亞層上最多能夠排布的電子數(shù)為：s亞層2個(gè)，p亞層6個(gè)，d亞層10個(gè)，f亞層14個(gè)。最外層電子到底怎樣排布，還要參考洪特規(guī)則，如24號元素鉻的24個(gè)核外電子依次排列為

1s（2）2s（2）2p（6）3s（2）3p（6）4s（2）3d（4）

根據(jù)洪特規(guī)則，d亞層處于半充滿時(shí)較為穩(wěn)定，故其排布式應(yīng)為：

1s（2）2s（2）2p（6）3s（2）3p（6）4s（1）3d（5）最后，按照人們的習(xí)慣“每一個(gè)電子層不分隔開來”，改寫成

1s（2）2s（2）2p（6）3s（2）3p（6）3d（5）4s（1）即可。

與軌道表示式、原子結(jié)構(gòu)示意圖的關(guān)系

原子的核外電子排布與軌道表示式、原子結(jié)構(gòu)示意圖的關(guān)系：原子的核外電子排布式與軌道表示式描述的內(nèi)容是完全相同的，相對而言，軌道表示式要更加詳細(xì)一些，它既能明確表示出原子的核外電子排布在哪些電子層、電子亞層上， 還能表示出這些電子是處于自旋相同還是自旋相反的狀態(tài)，而核外電子排布式不具備后一項(xiàng)功能。原子結(jié)構(gòu)示意圖中可以看出電子在原子核外分層排布的情況，但它并沒有指明電子分布在哪些亞層上，也沒有指明每個(gè)電子的自旋情況，其優(yōu)點(diǎn)在于可以直接看出原子的核電荷數(shù)（或核外電子總數(shù)）。

原子的核外電子排布與元素周期律的關(guān)系

如第一周期中含有的元素種類數(shù)為2，是由1s1~2決定的

第二周期中含有的元素種類數(shù)為8，是由2s1~2 2p0~6決定的

第三周期中含有的元素種類數(shù)為8，是由3s1~2 3p0~6決定的

第四周期中元素的種類數(shù)為18，是由4s1~2 3d0~10 4p0~6決定的。

由此可見，元素原子核外電子排布的規(guī)律是元素周期表劃分的主要依據(jù)，是元素性質(zhì)周期性變化的根本所在。對于同族元素而言，從上至下，隨著電子層數(shù)增加，原子半徑越來越大，原子核對最外層電子的吸引力越來越小，最外層電子越來越容易失去，即金屬性越來越強(qiáng)；對于同周期元素而言，隨著核電荷數(shù)的增加，原子核對外層電子的吸引力越來越強(qiáng)，使原子半徑逐漸減小，金屬性越來越差，非金屬性越來越強(qiáng)。