近似能级组法

近似能级组法

我们发现，电子并不一定是填满一个能层后再填入下一个能层。可能会发生能级交错现象。

我们发现交错规律：

$$\mathrm{ns}⟶(\mathrm{n}\text{-}2)\mathrm{f}⟶(\mathrm{n}\text{-}1)\mathrm{d}⟶\mathrm{np}$$

一个能级组，总是以 $ns$ 开头，$np$ 结尾，n 代表第 n 能层的电子排入顺序。

一般考试要求只会写到第 4 个近似能级组。

$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{x}4p^6$

TIP

• 从第四个近似能级组开始，$4s4p$ 之间出现 $3d$。
• 第几周期的元素就有几个近似能极组。比如某个元素是 第 五周期，那么它有 5 个近似能级组，将他们分别写下并连接起来，就是这个元素完整的电子排布式。

TIP

据此可以理解，钪钛钒铬锰，铁钴镍 过渡金属元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的。

因为它们的电子排入顺序为 $[Ar]4s^{2}3d^{1-8}$，书写顺序即为 $[Ar]3d^{1-8}4s^2$。即排满 4s 能级的电子后，新增加的电子先填入内层的 3d 能级，而不是 4p 能级。

TIP

近似能级组用来写价电子排布式很方便。

第一周期的价电子排布式为 $1s^{1-2}$

第二周期的价电子排布式为 $2s^{1-2}{p}^{1-6}$

第三周期的价电子排布式为 $3s^{1-2}3p^{1-6}$（一二三周期的元素都为主族元素（除0族），价电子就是最外能层的所有电子）

第四周期的价电子排布式为 $4s^{1-2}3d^{1-10}4p^{1-6}$（如果是 K、Ca，那么价电子排布式为 $4s^{1-2}$，如果是过渡金属元素，那么价电子排布式为 $3d^{1-10}4s^{1-2}$）

最后书写的时候要加一个换位符号。

使用近似能级组法快速写出价层电子

对主族元素和 0 族元素来说，价层电子就是元素最外层电子。 比如 $Cl$ 原子最外层是 7 个电子，这 7 个电子就是价电子，所以造就了 $Cl$ 元素最高价为 +7。价层电子决定了一元素的化合价。

对副族、第 VIII 族元素来说，价层电子是最外层和次外层（的部分）电子。

书写原子的价层电子排布式有一个简便写法：首先把原子的核外电子排布式写出来，用原子实的形式去写，比如说 $Cr$，用原子实的形式写出核外电子式：$[\mathrm{Ar}]3\mathrm{d}{\phantom{A}}^{5}4\mathrm{s}{\phantom{A}}^1$，

写出来后，如果是主族元素或 0 族元素，价电子就是原子实以外的 $s$ 和 $p$ 能级电子排布；

而如果是副族或第 VIII 族元素，原子实外边的排布就是价电子排布。

$Cr$ 是副族元素，所以它的价电子排布式直接写 $3d^{5}4s^1$ 就行了。

近似能级组法与构造原理法对比

使用构造原理法，需要画图，然后串糖葫芦。比较麻烦。近似能级组法直接从左到右开始书写。

一、首先先写第一能层（几能层就有几个能级）

二、正着把能层写出来后，就开始穿糖葫芦，从右上往左下穿（斜着穿）

三、然后能级顺序就是根据穿糖葫芦的顺序，从小到大。

所以我们能发现，$4s$ 能级的电子能力比 $3d$ 能级的低一点，也就说明电子在排完 $3p$ 能级后，它不是去排 $3d$，而是先排 $4s$ 能级。