化学虚拟现实课程——原子的结构（三）

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电子排布是指电子在原子轨道上的排布。一般来说，最低能量的轨道首先被占据和填满。

例如，氢(H)的电子构型是1s¹，因为氢原子中唯一的电子会填充到能量最低的1s轨道。

H原子的电子排布式

氦(He)的电子构型是1s²而不是1s¹2s¹，这是因为1s轨道可以容纳两个电子，而1s轨道上的电子能量比2s轨道上的电子低。

He原子的电子排布式

但是并不是层数越低能量就越低，例如钾(K)的电子构型是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，而不是可能期望的1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹。

K原子的电子排布式

对于钾原子和钙原子来说，4s轨道的能量都低于3d轨道的能量。这意味着钙(Ca)的电子构型是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²而不是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²。

Ca原子的电子排布式

洪特规则指出，填入简并轨道的电子在配对发生之前会单独占据轨道，且自旋平行。

泡利不相容原理指出，两个电子不能占据同一个轨道，除非它们有相反的自旋。

洪特规则和泡利不相容原理决定了电子填充p和d亚壳层的方式。

如果我们对硼(B)、碳(C)和氮(N)应用洪特规则，我们得到以下电子构型：

B原子的电子排布式

C原子的电子排布式

N原子的电子排布式

相应的，对于氧(O)、氟(F)、氖(Ne)应用泡利不相容原理，会得到如下电子构型：

 O原子的电子排布式

F原子的电子排布式

Ne原子的电子排布式