我們在上個單元

從彈珠台模擬原子核周圍

電子填充軌域的概念

並學會了填入電子的三大原理定則：

包立不相容原理、洪德定則

與遞建原理

接下來就讓我們將

填入電子的原理定則

實際用來描述電子組態

書寫電子組態時

需先寫出該電子組態的主量子數

再以小寫寫出軌域名稱

最後在右上角標示出電子個數

例如描述n=1的s軌域中

填有兩個電子可寫為1s2

描述n=3

p軌域中

有4個電子可寫為3p4

但有時為了特別描述

電子填法是否有符合洪德定則

我們可以把p軌域的

三個方向標示在右下角

例如5p3也可以分開

標示成5px15py15pz1

我們開始練習寫

基態原子的電子組態囉！

從原子序為1的氫原子開始練習

氫原子的電子組態為1s1

你寫對了嗎？

原子序為2

氦原子的電子組態為1s2

此時第一週期全部寫完

可發現n=1的軌域全部填滿

再來是第二週期

原子序為3的鋰、4的鈹、5的硼、

6的碳、7的氮、8的氧、

9的氟及10的氖

此時第二週期全部寫完

一樣的可以發現

除了之前n=1的軌域全部填滿外

n=2的軌域一樣全部填滿

第二週期元素的電子組態

全部填寫完畢後

第三週期元素的電子組態

與第二週期極為相似

僅多了n=3的s軌域與p軌域而已

除了完整把電子組態寫出外

也可以將部分的電子組態

以前一週期的惰性氣體加上後

來簡化表示

你可以把第三週期的8個元素

電子組態完整的表示出來嗎？

其實第1、2、13到18族元素電子組態

的書寫方式極為相似

僅n值不同而已

除了氦以外

其餘同族元素的s軌域與p軌域

之電子組態均相同

而第四週期的部分

我們從過渡金屬開始介紹

依照遞建原理

4s軌域填完了

再來要填入3d軌域

雖然4s先填

填完才填3d軌域

但書寫電子組態時

我們必須要按照主量子數大小排列

例如原子序為21的鈧

22的鈦以及23的釩

然而原子序為24之鉻原子的電子組態為

3d54s1

仔細觀察此電子組態3d軌域半滿

與4s軌域半滿

會比 3d44s2較為穩定

接下來是原子序25錳、

26的鐵、27的鈷以及28的鎳

然而原子序29銅原子的

電子組態為 3d104s1

3d94s2為激發態的寫法

最後則是原子序30的鋅原子

陰離子的部分

因為陰離子是填電子進來

中性原子軌域中

所以需按照填充電子的

三個定則處理

舉例來說：原子序為17的氯原子

電子組態為3s23p5

若為負1價的氯離子時

電子組態會變成3s23p6

若為陽離子則需失去電子

失去電子將由

最外層的軌域開始移除

所以原子序為19的鉀原子

電子組態為4s1

若為鉀離子時電子組態

將去除4s的電子變為氬的電子組態

原子序30鋅原子的電子組態為

3d104s2

+2價鋅離子的電子組態

將去除兩個電子

3d為第三層

4s為第四層

所以先移除最外層

也就是4s的兩個電子

變成 3d10

填寫電子組態是不是

有點麻煩有點混亂呢？

其實週期表裡面暗藏了

電子組態的密碼喔！

週期表中第一族的鹼金族元素

最外層的價電子

均填放在s軌域上的一個電子

而主量子數則與該元素

位於哪一個週期相同

第二族鹼土金屬最外層的價電子

均填在s軌域上

但與鹼金族不同的是

s軌域填2個電子

跳過過渡金屬

第十三族元素的價電子組態

均為ns2np1

其中主量子數一樣為週期數

第十四族碳族元素的價電子組態

均為ns2np2

第十五族氮族元素的價電子組態

均為ns2np3

第十六族氧族元素的價電子組態

均為ns2np4

第十七族鹵素的價電子組態

均為ns2np5

第十八族惰性氣體元素

除了氦以外

其餘元素的價電子組態均為ns2np6

你看

是不是很整齊很有規律呢？

所以只要找到元素位於

週期表上的「家」

其實就可以猜出

該元素基態的電子組態囉

請寫出下列原子或離子

基態的電子組態

你答對了嗎？

原子序為1的氫原子至原子序

為30的鋅原子基態電子組態

需特別注意原子序24的鉻

與原子序29的銅的電子組態

當金屬原子變為陽離子時

移去最外層的數個電子

當非金屬原子變為陰離子時

填入最低能量的數個電子

主族元素原子的電子組態

與該原子位於週期表上位置的關係

同學們

這一個單元

你是否都學會了呢？

歡迎在影片下方留言區

告訴我們你的心得

我們下次見