原子结构与光谱
电子组态(electron configuration)
想象一座剧院,一排排座位中靠近舞台的便宜座位先坐满,后排较贵的位子要等前排坐满了才有人坐。原子里的电子有点像鱼贯入场的观众:它们先占能量最低的座位。电子组态不过就是这张座位表——一串简短的代码,说明原子的每个轨道里坐了几个电子。
正式地说,一个原子或离子的电子组态,列出它被占据的轨道以及每个轨道里的电子数,写成像 1s² 2s² 2p⁶ 这样。它的构建方式是:电子逐个填入可用的最低能级(构造原理),任何轨道里都不超过两个电子(泡利不相容原理),并且在能量相同的轨道间先各占一个、再成对(洪特规则)。
为什么重要:组态,尤其是最外层的电子,几乎主宰了一种元素的全部化学性质——它如何成键、它的离子带什么电荷、它在周期表里的位置。需要注意的是,少数几种元素(如铬和铜)会略微打破这个整齐的填充顺序,因为半满和全满的亚层带有一点额外的稳定性。
钠有 11 个电子,所以它的组态是 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹。前十个电子把内层填得严严实实,留下孤零零一个电子在 3s 轨道里——正是这个松散的电子,解释了钠为何如此容易失去它而形成 +1 离子。
原子电子的座位表——最外层的电子决定了它的化学性质。
稀有气体简写可以省事:钠可写成 [Ne] 3s¹,其中 [Ne] 代表氖那个已填满的内层组态。
又称
另见