电子排布列出每个电子层(shell)里有多少个电子,从最靠近原子核的一层开始。对前二十号元素,各层依次容纳 2 个、8 个、8 个,余下的放下一层。最后一个数告诉你族,层数告诉你周期,所以排布就是你在任何规律解释题里的证据。
这一课接在求简单离子中的粒子数之后,也说明了为什么一种元素的同位素反应方式相同。它还为化学键与结构做铺垫。
怎样写电子排布?
- 求电子数(中性原子的电子数等于质子数)。
- 第一层放 2 个。
- 第二层最多放 8 个。
- 第三层最多放 8 个,然后开始第四层。
- 检查各数之和等于电子总数。
| 元素 | 电子数 | 排布 | 族 | 周期 |
|---|---|---|---|---|
| 锂 | 3 | 2,1 | Ⅰ | 2 |
| 钠 | 11 | 2,8,1 | Ⅰ | 3 |
| 钾 | 19 | 2,8,8,1 | Ⅰ | 4 |
| 氯 | 17 | 2,8,7 | Ⅶ | 3 |
| 氩 | 18 | 2,8,8 | 0 | 3 |
例题
解释为什么锂、钠和钾在同一族,以及为什么各自失去最外层电子时,钾比锂更容易反应。
第 1 步,排布: Li 是 2,1。Na 是 2,8,1。K 是 2,8,8,1。
第 2 步,同一族: 它们都有一个最外层电子,所以都在第Ⅰ族,反应方式相似,都是失去这个电子形成 1+ 离子。
第 3 步,周期: 层数从 2 增加到 3 再到 4,所以锂在第 2 周期,钾在第 4 周期。
第 4 步,反应性差异: 钾的最外层电子在第四层,离原子核更远,也更受内层电子的屏蔽。它被吸引得较弱,所以更容易失去。
答案: 最外层电子数相同解释了相似性。最外层更远解释了钾比锂更活泼。
这只是书面解释,不需要接触任何物质。
要留意的错误
常见的失误是用层数来读族,或者把某一层填得过满。
钾的错误答案: 2,8,9,第Ⅸ族。
学生把第三层填过 8 个,还把最后一个数当成族序数。
纠正的办法是:到钙为止,先按 2、8、8 填,再开始下一层。钾有 19 个电子:2 + 8 + 8 = 18,剩 1 个,所以是 2,8,8,1,属于第Ⅰ族。
另一个失误是写“Ⅰ族有一层”。它有的是一个最外层电子。层数决定的是周期。
自我检测
1. 写出硫(16 个电子)的电子排布,并说明它的族和周期。
显示答案
2 + 8 = 10,剩下 6。排布是 2,8,6。六个最外层电子,属于第Ⅵ族。三层,属于第 3 周期。
2. 某原子的排布是 2,8,3。若它是中性的,有多少个质子?属于哪一族?
显示答案
电子数 = 2 + 8 + 3 = 13,所以质子数 = 13(这是铝)。三个最外层电子,属于第Ⅲ族。
3. 为什么氖(2,8)和氩(2,8,8)都几乎不发生反应?
显示答案
两者最外层都已全满,没有必要失去、得到或共用电子。最外层全满是稳定的排布。
接下来学什么
下一课根据原子的种类区分元素和化合物:区分元素与化合物样品。用综合练习检测规律技能,当排布引向化学式时,可用方程式配平推理训练器。
如果你的排布都对,解释却仍像一串数字,这正是线上一对一化学补习里的辅导重点。