ALevel化学知识点精讲：原子核外电子排布

　　我们知道原子（atom）有中心原子核（nucleus）加核外电子（electrons）组成。而核外电子不是杂乱无章的排列在原子核外，而是依照一定的排列规律填充在能级（energy level）上。

　　Energy level

　　Energy level (符号n）根据与原子核nucleus的距离而依次排序。

　　最低的energy level，n=1，离nucleus最近。

　　n=2的则稍远。

　　离原子核越远的energy level，能量越大，同时和nucleus间的吸引力越小。

　　Q：为什么离原子核越远，反而能量越大，可以用物理中电势能的概念来解释。

　　原子核外电子所具有的能量是负的。

　　因为原子核带正电（+Q），电子带负电（-e），因此电子携带的能量为负。

　　因此电子携带的能量对应于上图，随着距离的增加，能量也在增加。

　　现代理论中，主能级（main energy levels）会被分成有一些次能级（sub-levels），每一级有轨道（orbitals），轨道上填充着电子（electrons）。前四个能级整理如下：

　　能级对应着主量子数，次能级对应着次量子数，次能级上的次量子数主要由量子数n决定。

　　如：n=1时次能级的电子云形态为1s，s能级上只能排布最多2个电子；n=2时，次能级的电子云形态为2s和2p，p能级上最多能排6个电子，依次类推。

　　核外电子排布规律

　　第一层不超过2个，第二层不超过8个；最外层不超过8个。

　　每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数)，即第一层不超过2个，第二层不超过8个，第三层不超过18个;

　　最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时，最多可容纳2个电子)　

　　电子填充顺序

　　我们可以参考下图来帮助理解电子在原子核外填充的顺序：

　　1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d…

　　Q：为什么会先填充4s轨道，而不是3d轨道呢？

　　是的，没错，电子是按照能量从低到高排列的，3d轨道比4s轨道能量高，当然得先排4s了。

　　当然这个图里只排了四层energy level。

　　更高的energy level中还会出现能量错层的情况，比如说5s，4d，6s，4f等等。