核外电子的排布规律
一、能量最低原理
所谓能量最低原理是，原子核外的电子，总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当能量较低的原子轨道被占满后，电子才依次进入 能量较高的轨道，以使原子处于能量最低的稳定状态。 原子轨道能量的高低为：
1．当n相同，l不同时，轨道的能量次序为s＜p＜d＜f。例如，E3S＜E3P＜E3d。
2．当n不同，l相同时，n愈大，各相应的轨道能量愈高。例如，E2S＜E3S＜E4S。
3．当n和l都不相同时，轨道能量有交错现象。即（n－1）d轨道能量大于ns轨道的能量，（n-1）f轨道的能量大于np轨道的能量。在同一周期中，各元素随着原子序数递增核外电子的填充次序为ns，（n－2）f，（n－1）d，np。 核外电子填充次序如图1所示。
图1 电子填充的次序
图2 多电子原子电子所处的能级示意图
最外层最多能容纳8电子,次外层最多能容纳18电子。
每个电子层最多容纳的电子数为2n个(n为电子层数的数值)如:
各个电子层中电子的最大容纳量
2
电子层(n) 电子亚层 ?亚层中的轨道K(1) s L(2) s? p? s M(3) p d? s ?N(4)? p d f 1? 数 ?亚层中的电子?2 数 ?每个电子层中电子的最大容纳量(2n2) ?2 ?1 ?3 1? 3 5 1 3 5 7 ?2 ?6 2 6? 10 2 6 10 14 ?8 18 32? 从表可以看出，每个电子层可能有的最多轨道数为n2，而每个轨道又只能容纳2个电子，因此，各电子层可能容纳的电子总数就是2n2。
二、鲍利（Pauli）不相容原理
鲍利不相容原理的内容 是：在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说在同一原子中没有运动状态完全相同的电子。例如，氦原子的1s轨道中有两个电子，描述其中一个原子中没有运动状态的一组量子数（n，l，m，ms）为1，0，0，+1/2，另一个电子的一组量子数必然是1，0，0，－1/2，即两个电子的其他状态相同但自旋方向相反。根据鲍利不相容原理可以得出这样的结论，在每一个原子轨道中，最多只能容纳自旋方 向相反的两个电子。于是，不难推算出各电子层最多容纳的电子数为2n2个。例如，n=2时，电子可以处于四个量子数不同组合的8种状态，即n=2时，最多可容纳8个电子 ，见下表。
n l m 2 0 0 2 0 0 2 1 0 2 1 0 2 1 +1 2 1 +1 2 1 －1 2 1 －1 －ms +1/2 －1/2 +1/2 －1/2 +1/2 －1/2 +1/2 1/2 在等价轨道中，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，这就叫洪特规则。
洪特规则实际上是最低能量原理的补充。因为两个电子同占一个轨道时，电子间的排斥作用会使体系能量升高，只有分占等价轨道，才有利于降低体系的能量。例如，碳原子核外有6个电子，除了有2个电子分布在1s轨道，2个电子分布在2s轨道外，另外2个电子不是占1个2p轨道，而是以自旋相同的方向分占能量相同，但伸展方向不同的两 个2p轨道。碳原子核外6个电子的排布情况如下：
作为洪特规则的特例，等价轨道全充满，半充满或全空的状态是比较稳定的。全充满、半充满和全空的结构分别表示如下：
全充满： ；半充满： ；全空： 。
用洪特规则可以解释为什么Cr原子的外层电子排布式为3d54s1而不是3d44s2，Cu原子的外层电子排布为3d104s1而不是3d94s2。
应该指出，核外电子排布的原理是从大量事实中概括出来的一般规律，绝大多数原子核外电子的实际排布与这些原理是一致的。但是随着原子序数的增大，核外电子排布变得复杂，用核外电子排布的原理不能满意地解释某些实验的事实。在学习中，我们首先应该尊重事实，不要拿原理去适应事实。也不能因为原理不完善而全盘否定原理。科学的任务是承认矛盾，不断地发展这些原理，使之更加趋于完善。
原子的最外层电子数为什么不超过8个?次外层电子数为什么不超过个
。
由于能级交错的原因，End＞E(n+1)s。当ns和np充满时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，
填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8
18
?
个.
。
同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个。若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E(n-1)f＞E(n+1)s＞Enp，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。例如，原子最外层是第五层，次外层就是第四层，由于E4f＞E6s＞E5p，当第六层出现之前，次外层(第四层)只有在4s、4p和4d轨道上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，也就是次外
层不超过18个电
核外电子的排布规律
