由量子数的制约条件可以发现，每一电子层离核远近不同，能量不同，每一电子层又有不同的亚层，不同亚层中有若干个不同的伸展方向的原子轨道。每一原子轨道中的电子可能处于不同的自旋状态。因此，各层电子可能出现的运动状态由四个量子数确定。四个量子数、电子层、电子亚层、各层容纳的电子数之间的关系汇列在表中。第31页，共67页，星期日，2025年，2月5日第32页，共67页，星期日，2025年，2月5日第33页，共67页，星期日，2025年，2月5日例: 某一多电子原子，试讨论在其第三层电子层中：亚层数是多少？并用符号表示各亚层；各亚层上的轨道数是多少？该电子层上轨道总数是多少？哪些是等价轨道？第34页，共67页，星期日，2025年，2月5日鲍林（Pauling）近似能级图5. 多电子原子轨道能级第35页，共67页，星期日，2025年，2月5日▲主量子数n和角量子数均不相同时，出现“能级交错”现象E4sE3dE4p......。由图可见：▲角量子数相同，能级能量随主量子数的增大而升高，即E1sE2sE3sE4s......。▲主量子数相同，能级能量随角量子数l的增大而升高，即EnsEnpEndEnf......。核外电子排布规律第36页，共67页，星期日，2025年，2月5日(2)Pauli不相容原理:在同一原子中没有四个量子数完全相同的两个电子存在。于是每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。每个电子层可以容纳2n2个电子。(1)最低能量原理：在不违反Pauli不相容原理的前提下,电子总是尽先占据能量最低的轨道（ns(n-2)f(n-1)dnp），使原子的能量处于最低状态。二 原子中电子的排布第37页，共67页，星期日，2025年，2月5日(3)Hund规则：在等价轨道上，电子总是尽可能以自旋相同的方向分占不同的轨道。Hund规则的特例：在等价轨道上，电子处于全充满(p6、d10、f14)半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)时原子能量较低，体系较稳定。第38页，共67页，星期日，2025年，2月5日将原子核外电子按上述顺序排布后，再按轨道电子从内层到外层写出。即为原子的电子结构式或电子排布式（电子组态）。如Mn:1s22s22p63s23p63d54s2电子填充顺序为：1s，2s2p，3s3p,4s3d4p，5s4d5p，6s4f5d6p···第39页，共67页，星期日，2025年，2月5日例1：碳原子6C的电子排布为1s22s22p2，此时轨道上的电子排布。24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1例2：24Cr和29Cu的电子排布:第40页，共67页，星期日，2025年，2月5日此外，为方便起见，将24Cr写成〔Ar〕3d54s1，29Cu写成〔Ar〕3d104s1,这是由于〔Ar〕表示24Cr中的原子内层电子结构与Ar这种稀有气体的原子结构一样，称之为原子芯。如11Na：1s22s22p63s1，可以写成11Na:〔Ne〕3s137Rb：1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，可以写成37Rb：〔Kr〕5s1第41页，共67页，星期日，2025年，2月5日 上述三条原则是对原子核外电子排布的一种理论约定，后来经实验证实它们符合量子力学的原理。运用上述三条原理对1～109号原子中的核外电子进行排布，其中绝大多数与光谱实验得到的数据一致。第42页，共67页，星期日，2025年，2月5日第43页，共67页，星期日，2025年，2月5日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。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。1. 元素周期律2. 元素的周期三 原子核外电子排布与元素周期律第44页，共67页，星期日，2025年，2月5日周期的划分和轨道能级组的关系周期数原子
序数元素数目最高能级组最大电子容量11~221s第一能级组223~1082s,2p第二能级组8311~1883s,3p第三能级组8419~36184s,3d,4p第四能级组18537~5