原子结构与光谱

电子壳层(electron shell)

想象一颗洋葱,一层套着一层,最里面的小而紧,外面的更宽松。原子的电子也大致这样安排:它们围绕原子核分成一层层嵌套的壳层,内层靠近核、束缚紧,外层更远、抓得松。这一层层中的每一层,就是一个电子壳层。

电子壳层是一组共享同一主量子数 n 的轨道,因而它们离核的距离和能量大致相同。壳层以 n = 1、2、3……标号(历史上也用 K、L、M……),每层能容纳的电子数有固定上限:第一层 2 个、第二层 8 个、第三层 18 个,由 2n² 给出。最外层被占据的壳层,装着主导化学性质的价电子。

壳层让人一眼看懂原子的分层结构和周期表的各行。需要注意的是,壳层并不像洋葱皮那样是边界分明的硬层;它们在空间上相互交叠,而且一个壳层内还有能量略有差异的更细的亚层(s、p、d、f)——简单的洋葱是个有帮助的初步图像,而非完整的故事。

氯的 17 个电子,把第一层填上 2 个、第二层填上 8 个、第三层填上剩下的 7 个。最外层的 7 个——离填满八个的全满还差一个——正是氯如此急切地抓取一个电子、形成 −1 离子的原因。

一层层嵌套的电子——最外层主导化学性质。

一个壳层(同一 n)比一个亚层(同一 n 且同一轨道类型)更宽泛;一个壳层可包含好几个亚层,比如第三层的 3s、3p 和 3d。

又称
电子层電子層壳层殼層能层能層