1-2-3 元素的电子构型

元素的电子构型可区分为四种类型：

(i) 18族气体（图1-1 4）：在这些元素的原子中，所有出现的s,p,d和f轨道都已填满，其中氖的结构是1s²，其余元素的最外电子层排列都是ns²np⁶,这些原子都具有球形对称的电子分布和¹S基态。

(ii) 1族,2族（图1-15）和13族到17族元素（图1-16）：在这些元素的原子中,内层轨道都已填满，未充满的轨道只局限于最外层.所有的非金属都具有这种类型的电子层结构。

(iii) 3族到12族的过渡元素（图1-17）：这些元素分成三个系列，它们开始填充还一直空着的内层d轨道．这些元素预期具有从(n—1)d¹ns²到(n-1)d⁹ns²范围的外层电子结构,但它们并不呈现严格固定的ns²排列。例如，Cr原子基态为3d⁵4s¹和Cu原子基态为3d¹⁰4s¹结构，这是因为半充满或全充满的壳层具有特别强的交换稳定性.

原子的量子力学交换能直接与自旋平行且能量相等的一些电子所能相互交换的方式数有关。在含有五个自旋平行电子的d层中，能有十个这样的交换，但在只含有四个自旋相同电子的d层中；它们可以交换的方式则减少到6。在以后章节中将会有其它的例子，以表明d或f层有从已填有电子的外层取得电子来填满它们的趋势。例如,Pd的外层电子构型为4d¹⁰，而不是4d⁹5s¹或4d⁸5s²。

练习

（iV）内过渡元素（图1-18）：包括两个系列，镧系元素和锕系元素。他们不仅有末充满的d轨道，还有更内层的部分填充的f轨道。最外层能级构型的相似使得内过渡元素具有非常相似的性质。