原子核外电子的运动

1、人类探索物质结构的历史人类探索物质结构的历史原原子结构模型的演变子结构模型的演变公元前公元前5世纪，古希腊世纪，古希腊哲学家哲学家德谟克利特德谟克利特提出提出古典原子论：万物是由古典原子论：万物是由大量的不可分割的微粒大量的不可分割的微粒构成的，即构成的，即原子原子，物质，物质分割只能到原子为止。分割只能到原子为止。德谟克利特 1.古希腊古希腊德谟克利特德谟克利特 古典原子论古典原子论道尔顿原子模型 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。2.道尔顿道尔顿 近代原子论近代原子论(1803)不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数不同元素化合时，这些元

2、素的原子按简单整数比结合成化合物。比结合成化合物。化学元素均由不可再分的原子构成；化学元素均由不可再分的原子构成；原子在一切化原子在一切化学变化中均保持其不可再分性；学变化中均保持其不可再分性；同一种元素的原子在质量和性质上都相同，不同一种元素的原子在质量和性质上都相同，不同的元素在质量和性质上都不相同；同的元素在质量和性质上都不相同；错误错误错误错误错误错误直到直到 1811年，意大利物理学家阿佛加德罗年，意大利物理学家阿佛加德罗(AAvogadro，1776-1856)提出分子概念加以补充，提出分子概念加以补充，发展成为发展成为“原子原子-分子论分子论”。 英国物理学家英国物理学家 汤姆森

3、汤姆森 (J.J.Thomson) 1884年担任著名的卡文迪许年担任著名的卡文迪许实验室主任。实验室主任。 1897年通过阴极射线实验发年通过阴极射线实验发现了电子。现了电子。 1904年提出原子的年提出原子的“枣糕模枣糕模型型” ，认为，认为“电子是均匀地分电子是均匀地分布在正电荷的海洋中布在正电荷的海洋中”。汤姆森汤姆森原原子的枣糕模型子的枣糕模型1906年获得诺贝尔物理奖。年获得诺贝尔物理奖。 原子结构理论的发展概况原子结构理论的发展概况原子是一个半径大约为原子是一个半径大约为10101010米的球体，正电米的球体，正电荷均匀地分布于整个球体，电子则稀疏地嵌在荷均匀地分布于整个球体，电

4、子则稀疏地嵌在球体中，这是一个类似葡萄干面包的原子模型球体中，这是一个类似葡萄干面包的原子模型3. 1903年 英国汤姆葡萄干面包原子模型 英国物理学家英国物理学家 卢瑟福卢瑟福 (E.Rutherford) 1895年在剑桥大学攻读博士学年在剑桥大学攻读博士学位期间直接受到汤姆森的指导。位期间直接受到汤姆森的指导。 1908年获得诺贝尔化学奖。年获得诺贝尔化学奖。 1911年根据年根据 粒子散射实验的粒子散射实验的结果结果提出原子的提出原子的“含核模型含核模型”，也称为也称为“行星模型行星模型”。 1919年接替汤姆森担任卡文迪年接替汤姆森担任卡文迪许实验室主任。许实验室主任。卢瑟福卢瑟福卢

5、瑟福是汤姆森六位获诺贝尔奖的学生之一，而他本卢瑟福是汤姆森六位获诺贝尔奖的学生之一，而他本人又指导包括玻尔在内的十一位诺贝尔奖获得者。人又指导包括玻尔在内的十一位诺贝尔奖获得者。4、 原子的含核模型原子的含核模型卢瑟福（卢瑟福（E ERutherfordRutherford）的）的“行星模型行星模型”。卢瑟福用。卢瑟福用粒粒子束（子束（HeHe2+2+）轰击一块金箔，并）轰击一块金箔，并用荧光屏探测用荧光屏探测粒子（粒子（HeHe2+2+）方）方向改变的程度。向改变的程度。ZnS屏屏粒子束粒子束铅块铅块屏屏4.卢瑟福带核原子结构模型的提出依卢瑟福带核原子结构模型的提出依(1911)据：据：通过

6、通过 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子结构的行星粒子散射实验，卢瑟福提出了原子结构的行星模型：模型：原子是由带原子是由带正电荷正电荷的的质量很集中质量很集中的的很小很小的原子核和它的原子核和它外面运动着的带负电荷的电子组成的一个体系，就像外面运动着的带负电荷的电子组成的一个体系，就像行星绕太阳运转一样。行星绕太阳运转一样。 其一，是电子以极大的速度绕核运动，辐射能其一，是电子以极大的速度绕核运动，辐射能量（电磁波），则轨道半径越来越小，最后在量（电磁波），则轨道半径越来越小，最后在非常短的时间内掉在原子核上，引起原子毁灭，非常短的时间内掉在原子核上，引起原子毁灭，称为称为“原子的塌陷原子的塌陷”

7、。狭义的光：狭义的光：波长波长400700nm之间的电磁波；之间的电磁波；广义的光：广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、即电磁波，包括可见光、红外光、紫外光、紫外光、X射线等。射线等。知识支持 连续光谱(continuous spectrum)： 若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。 线状光谱(原子光谱)(line spectrum)： 若由光谱仪获得的光谱是由若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长具有特定波长的、彼此分立的谱线的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为所组成的，则所得光

8、谱为线状光谱线状光谱。如氢原子光谱等。如氢原子光谱等。氢原子的线状光谱氢原子的线状光谱太阳光的连续光谱太阳光的连续光谱 质疑质疑 根据根据卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型和和经典的经典的电磁学观点电磁学观点，围绕原子核高速运动的电，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是谱应是连续光谱连续光谱而不应是而不应是线状光谱线状光谱。那。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？不是连续光谱呢？卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型的基础上提的基础上提出出（1） 原子中的电原子中的电子在具有确

9、定半径子在具有确定半径的圆周轨道上绕原的圆周轨道上绕原子核运动，并且子核运动，并且不不辐射能量；辐射能量；（2）不同轨道上运动的电子具有不同能）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是量子化的，轨道能量依量，而且能量是量子化的，轨道能量依n值（值（1、2、3、）的增大而升高，）的增大而升高，n称称为主量为主量子数。对氢子数。对氢原子原子而言，电子处在而言，电子处在n=1的轨道是能量最低，称为的轨道是能量最低，称为基态基态，能量，能量高于基态的状态，称为高于基态的状态，称为激发态激发态；（3）只有当电子从一个轨道（能量为）只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一个轨道（能量为跃迁到另一个

10、轨道（能量为Ej）时，才会）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。光谱。E4E3E2E1跃迁假设4 3 2 1 h=E初 E未轨道假设4 3 2 1玻尔理论的局限：玻尔理论的局限：1. 多电子原子光谱多电子原子光谱 2. 氢原子的精细光谱氢原子的精细光谱波尔理论的成就波尔理论的成就 1.1.成功地解释了氢原子的线状光谱，它对成功地解释了氢原子的线状光谱，它对氢原子光谱谱线频率的计算与实验结果很氢原子光谱谱线频率的计算与实验结果很吻合。吻合。 2.2.首先提出了电子运动能量的量

11、子化概念。首先提出了电子运动能量的量子化概念。联想联想质疑质疑波尔只引波尔只引入一个量子数入一个量子数n,能比能比较好地解释了氢原子较好地解释了氢原子线状光谱产生的原因；线状光谱产生的原因；但复杂的光谱解释不但复杂的光谱解释不了。了。在钠原子中在钠原子中n=4n=3 电子跃迁电子跃迁在氢原子中在氢原子中n=2n=1 电子跃迁电子跃迁也得到两条靠得很近的谱线也得到两条靠得很近的谱线实验事实实验事实:每每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、 l l 、m共同描述共同描述.1987-1961E.Schrodinger , 奥地利物理学家奥地利物理学家思维历程思

12、维历程: 量子力学的量子力学的诞诞在奥地利科学在奥地利科学家薛定谔所建家薛定谔所建立的波动方程立的波动方程的基础上，迅的基础上，迅速发展起一门速发展起一门新的学科：新的学科：量量子力学子力学。这是。这是现代研究原子，现代研究原子，分子结构的理分子结构的理论依据。论依据。 电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点：电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子, ,而是而是表示电子在此空间出现的机率。表示电子在此空间出现的机率。 电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小

13、的地方说明电子出会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。现的机会少。电子云电子云人类认识原子的历史进程【巩固练习巩固练习】1 1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中包含有下述三个论点：原子是不能再分的粒说中包含有下述三个论点：原子是不能再分的粒子；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；子；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代的观点来看，你原子是微小的实心球体。从现代的观点来看，你认为这三个论点中不确切的是认为这三个论点中不确切的是 A A只有只有 B B只有只有 C C只有只有 D D2.2.汤姆逊的

14、原子学说中葡萄干指的是什么汤姆逊的原子学说中葡萄干指的是什么? ?电子电子D3 3人们对原子结构的认识，同其他科学事实一样经人们对原子结构的认识，同其他科学事实一样经历了一个不断探索，不断深化的过程，下列关于原子历了一个不断探索，不断深化的过程，下列关于原子结构模型的演变过程中，正确的结构模型的演变过程中，正确的是是A A汤姆逊原子模型汤姆逊原子模型道尔顿原子模型道尔顿原子模型卢瑟福原子卢瑟福原子模型模型玻尔原子模型玻尔原子模型量子力学模型量子力学模型B B汤姆逊原子模型汤姆逊原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子模玻尔原子模型型量子力学模型量子力学模型道尔顿原子模型道尔顿原子模型C C

15、道尔顿原子模型道尔顿原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型汤姆逊原子汤姆逊原子模型模型玻尔原子模型玻尔原子模型量子力学模型量子力学模型D D道尔顿原子模型道尔顿原子模型汤姆逊原子模型汤姆逊原子模型卢瑟福原子卢瑟福原子模型模型玻尔原子模型玻尔原子模型量子力学模型量子力学模型【巩固练习巩固练习】D原子核原子核核外电子核外电子(带负电带负电)质子质子(带正电带正电)中子中子(不带电不带电) 我们所认识的原子结我们所认识的原子结构构相对质量1.007相对质量1.008质量为质子的1/1836核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数核电荷数核电荷数(Z)质量数质量数(A) 质子数质子数(Z)中子数中子数(

16、N)电子云电子云能量越高。能量越高。离核越远；离核越远；分层运动（排布）；分层运动（排布）；QPONMLK7654321 电子层：电子层： K L M N O P Q离核远近：近离核远近：近 远远 能量高低：低能量高低：低 高高1234567KLMNOPQ核外电子核外电子排布规律：排布规律：（1 1）能量最低原理：）能量最低原理：电子先排布在能量较电子先排布在能量较低的轨道上。低的轨道上。（2）每层每层2n2n2 2个。个。最外层最外层 8 8个（个（K K层时层时2 2个），如果最个），如果最外层为外层为8 8个（个（K K层为层为2 2个）就达到了饱个）就达到了饱和稳定结构。和稳定结构。次

17、外层次外层 1818个，倒数第三层个，倒数第三层 3232（一低四不超）（一低四不超）原子结构示意图：原子结构示意图：镁原子镁原子（Mg )原子核原子核质子数质子数电子层电子层该层上的电子数该层上的电子数第一层第一层 倒数第一层倒数第一层 最外层最外层 次外层次外层电子层数为电子层数为_层。层。金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气体元素稀有气体元素最外层电子数最外层电子数一般少于一般少于4 4个个最外层电子数最外层电子数一般多于一般多于4 4个个最外层电子数最外层电子数已达到最多（已达到最多（2 2个或个或8 8个）个）练习练习2 2、下面关于多电子原子核外电子的、下面关于多电子原子核外

18、电子的运动规律的叙述正确的是（运动规律的叙述正确的是（ ） A A、核外电子是分层运动的、核外电子是分层运动的 B B、所有电子在同一区域里运动、所有电子在同一区域里运动 C C、能量高的电子在离核近的区域运动、能量高的电子在离核近的区域运动 D D、能量低的电子在离核低的区域运动、能量低的电子在离核低的区域运动ADAD（1）电子分层排布的依据是什么？）电子分层排布的依据是什么？（2）在多电子原子中，每一层上的电子）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？运动区域的形状一样吗？能量一样吗？运动区域的形状一样吗？（3）为什么每个电子层所能容纳的电子）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为数最多

19、为2n2（n为电子层数）？为电子层数）？ （）四个量子数主量子数主量子数n: 描述电子离核的远近描述电子离核的远近 表示表示电子层或能层电子层或能层 n取值为正整数取值为正整数， 对对应符号为应符号为 ，练练习习:下列各层电子能量的从高到低的顺序是下列各层电子能量的从高到低的顺序是 A. M层层 B . K层层 C . N层层 D . L层层 同一电子层内，电子能量也并非完全相同。同一电子层内，电子能量也并非完全相同。角量子数角量子数l l :描描述原述原子轨子轨道道（电子云、（电子云、电子亚层电子亚层 ）的的形状形状l= n-1 l l 取取值为值为 0， (n-1)共共n个数值个数值 符符

20、号为号为 s， p， d， f 等等l 值值0123l 值光谱值光谱符号符号spdf原子轨道原子轨道的形状的形状 每种每种l 值表示一类电子云的形状，其对应值表示一类电子云的形状，其对应的光谱符号和形状如下：的光谱符号和形状如下： 意义意义 角量子数角量子数 l 决定原子轨道的形状决定原子轨道的形状 。例如。例如 n = 4 时，时， l 有有 4 种取值，就是说核外第四层有种取值，就是说核外第四层有 4 种形状不同的原子轨道：种形状不同的原子轨道： l = 0 表示表示 s 轨道，形状为球形，即轨道，形状为球形，即 4 s 轨道；轨道； l = 1 表示表示 p 轨道，形状为哑铃形，轨道，形

21、状为哑铃形， 4 p 轨道；轨道； l = 2 表示表示 d 轨道，形状为花瓣形，轨道，形状为花瓣形， 4 d 轨道；轨道； l = 3 表示表示 f 轨道，形状更复杂，轨道，形状更复杂， 4 f 轨道。轨道。 由此可知，在第四层上，共有由此可知，在第四层上，共有 4 种不同形状的轨道。同层中种不同形状的轨道。同层中 ( 即即 n 相同相同 ) 不同形状的轨道称为亚层，就是说核外第四层有不同形状的轨道称为亚层，就是说核外第四层有 4 个个亚层。亚层。 如如 n = 3， 角量子数角量子数 l 可取可取 0， 1， 2 共三个值，共三个值， 依次表示为依次表示为 s， p， d 。 轨道的伸展方

22、向：轨道的伸展方向：p轨道在空间有轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，个伸展方向，所以所以p轨道含轨道含3个轨道，可容纳个轨道，可容纳6个电子个电子分别记作：分别记作：px、py、pz。s轨道是球形对称的，只有轨道是球形对称的，只有1个轨道，可容纳个轨道，可容纳2个电子。个电子。d轨道有轨道有5个伸展方向，有个伸展方向，有5个轨道，可容纳个轨道，可容纳10个电子；个电子；f轨道有轨道有7个伸展方向，有个伸展方向，有7个轨道，可容纳个轨道，可容纳14个电子。个电子。形状相同的原子轨道在原子核形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同的伸展方向。外空间还有不同的伸展方向。s s轨道：轨道：球球形形p

23、 p原子轨道是纺锤形（哑铃形）的原子轨道是纺锤形（哑铃形）的p p原子轨道原子轨道（3）磁量子数）磁量子数m: 每一电子亚层的原子轨道数每一电子亚层的原子轨道数 描述磁场中原子轨道的能量状态描述磁场中原子轨道的能量状态m可以取可以取(2l l +1)个数值个数值. 如如l l =0, m只可以取只可以取0，对应的谱线只有一条，对应的谱线只有一条. 如如l l =1, m可以取可以取0，1,对应的谱线有三条对应的谱线有三条. n、 l l 、m确定，原子轨道就确定了确定，原子轨道就确定了.（1）决定原子轨道的空间取向。）决定原子轨道的空间取向。（2）与原子轨道的能量无关。）与原子轨道的能量无关。

24、 每一种每一种 m 的取值，对应一种空间取向。的取值，对应一种空间取向。zyx m 的不同取值，或者说原子轨道的不同空间取向，一般不影的不同取值，或者说原子轨道的不同空间取向，一般不影响能量。响能量。3 种不同取向的种不同取向的 2 p 轨道能量相同。我们说这轨道能量相同。我们说这 3 个原子轨个原子轨道是能量简并轨道，或者说道是能量简并轨道，或者说 2 p 轨道是轨道是 3 重简并的。重简并的。 而而 3 d 则有则有 5 种不同的空间取向，种不同的空间取向， 3 d 轨道是轨道是 5 重简并的。重简并的。电子云：电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形描述电子在空间出现的概率大小的图形.

25、 三个量子数描述原子轨道三个量子数描述原子轨道 例：例： n = 1 1s n = 2 l = 0， m = 0 2s l = 1， m = 0 , 1 2p n = 3 l = 0， m = 0 3s l = 1 m = 0 , 1 3p l = 2 m = 0 , 1， 2 3d n = 4 ? n, l, m 一定一定,轨道也确定轨道也确定例如例如: n =2, l =0, m =0, 2s n =3, l =1, m =0, 3pz n =3, l =1, m =+1, 3px n =3, l =2, m =0, 3dz2练习练习:找出下列条件下原子轨道的数目找出下列条件下原子轨道的数

26、目A.n=1 B. n=2C. n=31 1s4 2s：1 2p ： 39 3s ： 1 3p ： 3： 5原原子轨子轨道的道的表示方法：表示方法：第四电子层：有四种形状，决定有四种类型轨道。第四电子层：有四种形状，决定有四种类型轨道。记作记作4s，4p，4d，4f第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。表示为表示为ns，np，nd，nf等。等。第一电子层：只一种形状第一电子层：只一种形状球形对称，只一种类型轨道，球形对称，只一种类型轨道，用用s表示，叫表示，叫s轨道，记作轨道，记作1s。第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是：第二电

27、子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是：球形，记作球形，记作2s；纺锤形，用；纺锤形，用p表示，叫表示，叫p轨道，记作轨道，记作2p。第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。 记作记作3s，3p，3d。原子轨道种类数与电子层序数相等，原子轨道种类数与电子层序数相等，即第即第n n层有层有n n种轨道。种轨道。若电子若电子n、 l l 相同，则电子的能量相同即能级相同相同，则电子的能量相同即能级相同在一个电子层中，在一个电子层中，l l 的取值有多少个，表示电子层有的取值有多少个，表示电子层有多少个不同的能级多少个不同的能级练习练习:找出下列

28、条件下能级的数目找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号并写出其能级的符号A. n=1 B. n=2C. n=3 D. n=41 1s2 2s 2p3 3s 3p 3d4 4s 4p 4d 4f规律规律: 每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数各原子轨道的能量高低：各原子轨道的能量高低：电子层和形状相同的原子轨道的能量相电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如等，如2p2px x、2p2py y、2p2pz z轨道的能量相等。轨道的能量相等。相同电子层上原子轨道能量的高低：相同电子层上原子轨道能量的高低：ns ns np np nd nd nf nf形状相同的原子轨道能量的高低：形

29、状相同的原子轨道能量的高低：1s 1s 2s 2s 3s 3s 4s 4s多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：轨道能量的高低存在如下规律：2p2px x2p2py y2p2pz z练习练习3 3、有下列四种轨道：、有下列四种轨道：2s2s、2p2p、3p3p、4d4d，其中能量最高的是（，其中能量最高的是（ ）A. 2s B.2p C.3p D.4dA. 2s B.2p C.3p D.4dD D练习练习4 4、用、用“”“”“”或或“”表示下列表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低各组多电子原子的原子轨道能量的高低 3s

30、3s 3p 3p 2p2px x 2p 2py y 3s 3s 3d 3d 4s 4s 3p 3p 有有6组量子数组量子数n=3, l=1, m=-1; n=3, l=0, m=0; n=2, l=2, m=-1; n=2, l=1, m=0; n=2, l=0, m=-1; n=2, l=3, m=2;其中正确的是其中正确的是A. B. C. D. 练习练习B（4）自旋量子数自旋量子数ms: 原子核外电子还有一种称为原子核外电子还有一种称为“自旋自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上箭头种不同的状态，通常人们用向上箭头“”和向下

31、箭头和向下箭头“”来表示这两种来表示这两种不同的自旋状态。当然，不同的自旋状态。当然，“电子自旋电子自旋”并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代表电子的两种不同状态。表电子的两种不同状态。自旋量子数自旋量子数 msa. 取值：取值：b. 自旋方向：自旋方向：+1/2 和和 -1/2用用“ ”或或“ ”来表示来表示要用要用4个量子数个量子数n，l，m 和和ms 描述一个电子的描述一个电子的运动状态。运动状态。 同同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。2、量子数和原子轨道的关系、量子数和原子轨道的关系nlm原

32、子轨道原子轨道ms取值取值符号符号取值取值符号符号取值取值符号符号取值取值1K0s01/22L0s01/21p0, 11/23M0s01/21p0, 11/22d0, 1 21/21s2s2px 2py 2pz3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz21、下列轨道含有轨道数目为、下列轨道含有轨道数目为3的是的是A、1s B、2p C、3p D、4d 3、第三电子层含有的轨道数为、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7 D、 9 动动脑动动脑2、3d轨道中最多容纳电子数为轨道中最多容纳电子数为A、2 B、 10 C、 14 D、 184.第二电

33、子层最多含有的电子数是第二电子层最多含有的电子数是A、2 B、4 C、 8 D、10 描述原子核外电子的运动描述原子核外电子的运动状态涉及状态涉及电子层电子层、原子轨道原子轨道和和电电子自旋子自旋。科学家经过研究发现，。科学家经过研究发现，原子核外电子的排布遵循能量最原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特低原理、泡利不相容原理和洪特规则。规则。 （1） 原子轨道近似能级图原子轨道近似能级图 Pauling ，美国著名结构化学家，根据大量光谱实验数据和美国著名结构化学家，根据大量光谱实验数据和理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图。理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近

34、似能级图。 第一组第一组 1s 第二组第二组 2s 2p 第三组第三组 3s 3p 第四组第四组 4s 3d 4p 第五组第五组 5s 4d 5p 第六组第六组 6s 4f 5d 6p 第七组第七组 7s 5f 6d 7p 其中除第一能级组只有其中除第一能级组只有一个能级外，其余各能级组一个能级外，其余各能级组均以均以 ns 开始，以开始，以 np 结束。结束。 所有的原子轨道，共分成七个能级组所有的原子轨道，共分成七个能级组 各能级组之间的能量高各能级组之间的能量高低次序，以及能级组中各能低次序，以及能级组中各能级之间的能量高低次序，在级之间的能量高低次序，在下页的图示中说明。下页的图示中说

35、明。能量能量1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f每个每个 代表一个原子轨道代表一个原子轨道 p 三重简并三重简并 d 五五重简并重简并 f 七重简并七重简并 （1）能量最低原理）能量最低原理 电子先填充能量低的轨道，后填充能电子先填充能量低的轨道，后填充能量高的轨道。尽可能保持体系的能量最低。量高的轨道。尽可能保持体系的能量最低。 （2）Pauli ( 保利保利 ) 不相容原理不相容原理 即同一原子中没有运动即同一原子中没有运动状态完全相同的电子，即同一原子中没有四个量子数完全相同的状态完全相同的电子，即同一原子中没有四个量子数完全相同的两个电子。于是每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电两个电子。于是每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。子。 （3） Hunt ( 洪特洪特 ) 规则规则 电子在能量简并的轨道中，尽