?電子排布式就是用符號(hào)標(biāo)注“每個(gè)電子住在哪一層、哪一間”。咱們先拆解兩個(gè)基礎(chǔ)概念,不用記公式,聽例子就夠了:
1. 能層(電子層):相當(dāng)于公寓的“樓層”,用n=1、2、3、4……表示,對(duì)應(yīng)K、L、M、N……層,n越大,樓層越高,電子住得越遠(yuǎn),能量也越高(就像高層公寓視野好,但能耗更高)。
2. 能級(jí)(電子亞層):每層樓里的“戶型”,有s、p、d、f四種,不同戶型的房間數(shù)量和容納人數(shù)不一樣:
s戶型:小戶型,每間住2人,每層樓只有1間(1s、2s、3s……);
p戶型:中等戶型,每間住2人,共3間(能住6人),從2樓開始有(2p、3p……);
d戶型:大戶型,每間住2人,共5間(能住10人),從3樓開始有(3d、4d……);
f戶型:超大戶型,每間住2人,共7間(能住14人),從4樓開始有(4f、5f……)。
而電子排布式的書寫格式,就是“樓層+戶型+居住人數(shù)”,比如1s2,意思是“1樓s戶型住了2個(gè)電子”,是不是超簡(jiǎn)單?
電子分配房間不是亂選的,必須遵守3個(gè)規(guī)則,這也是寫對(duì)電子排布式的關(guān)鍵。用“租房”邏輯類比,秒記!
規(guī)則1:能量最低原理(先住便宜房,再住貴的)
電子和咱們一樣,都想住“性價(jià)比高”的房間——能量低的軌道先占,等低能量軌道住滿了,再去住高能量軌道。
這里要注意一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn):不是樓層越高,能量一定越高!比如3d戶型(3樓大戶型)的能量,比4s戶型(4樓小戶型)還高,所以電子會(huì)先住4s,再住3d(就像高層的特價(jià)房,比低層的大戶型還便宜,先搶特價(jià)房)。
正確的填充順序(記這個(gè)就夠了):1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d……(可以記口訣“1s2s2p3s3p4s3d4p”,重復(fù)幾遍就記?。?br/>規(guī)則2:泡利不相容原理(一間房最多住2人,還得反向睡)
同一個(gè)房間(軌道),最多只能住2個(gè)電子,而且這兩個(gè)電子的“自旋方向”必須相反(就像兩個(gè)人住一間房,一個(gè)朝左睡,一個(gè)朝右睡,互不干擾)。
所以不管是s、p、d、f戶型,每個(gè)小房間都只能填2個(gè)電子,比如1s最多寫1s2,不能寫1s3,這是底線!
規(guī)則3:洪特規(guī)則(同戶型先一人一間,再合租)
如果同一層樓的同一戶型有多個(gè)房間(比如p戶型有3間),電子會(huì)先每人占一間,而且自旋方向相同(就像合租時(shí),先各自選單間,都朝一個(gè)方向睡,不擠一塊),等所有房間都住了1個(gè)人,再開始合租。
舉個(gè)例子:碳元素有6個(gè)電子,排布式是1s22s22p2。2p戶型有3間房,這2個(gè)電子會(huì)各占一間,而不是擠在同一個(gè)房間里,這就是洪德規(guī)則的作用。
咱們以26號(hào)元素鐵(Fe)為例,教大家3步搞定,以后不管遇到什么元素,都能套公式:
第一步:確定電子總數(shù)——鐵是26號(hào)元素,中性原子電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=26;
第二步:按填充順序填電子,直到填滿26個(gè):1s2(2個(gè))→2s2(2個(gè),共4)→2p?(6個(gè),共10)→3s2(2個(gè),共12)→3p?(6個(gè),共18)→4s2(2個(gè),共20)→3d?(6個(gè),共26);
第三步:調(diào)整書寫順序——注意!書寫時(shí)要把同一樓層的軌道寫在一起,3d在3p后面,所以最終鐵的電子排布式是:1s22s22p?3s23p?3d?4s2(劃重點(diǎn):不能寫成……3p?4s23d?,這是高頻易錯(cuò)點(diǎn)!)。
進(jìn)階技巧:對(duì)于原子序數(shù)較大的元素,可以用“稀有氣體簡(jiǎn)寫”,比如鐵的排布式也能寫成[Ar]3d?4s2,其中[Ar]代表氬元素的電子排布(1s22s22p?3s23p?),省時(shí)又好記。
3個(gè)最常見的錯(cuò)誤,大家一定要避開:
誤區(qū)1:書寫順序和填充順序混淆——比如鐵的排布式,填充時(shí)先填4s再填3d,但書寫時(shí)必須把3d寫在4s前面,正確是3d?4s2,不是4s23d?;
誤區(qū)2:忽略洪德規(guī)則——比如氮元素(7個(gè)電子),2p軌道有3個(gè)電子,正確排布是2p3(各占一間),不是2p21p1(瞎填);
誤區(qū)3:離子排布寫錯(cuò)——金屬原子失電子時(shí),先失最外層的s電子,再失d電子,比如Fe2+是失去4s2的2個(gè)電子,排布式是[Ar]3d?,不是[Ar]3d?4s2。
其實(shí)不管是電子排布式,還是其他理科知識(shí),核心都不是死記硬背,而是搞懂底層邏輯——電子排布的本質(zhì),就是“電子按能量高低有序居住”,記住“先低后高、一房?jī)扇恕⑼瑧舴址俊边@三個(gè)核心,再結(jié)合例子練幾遍,就能輕松掌握。
你第一次學(xué)電子排布式時(shí),踩過什么坑?或者你還有哪個(gè)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)想讓我拆解?評(píng)論區(qū)留言!