A-level化学知识点梳理系列（三）
点击量： 发布日期：2019-06-22 作者：四老师
原子中的电子排布（一）
在之前的章节中，我们已经了解了原子的基本结构，知道各种原子之所以不同，并且在元素周期表上占据不同的位置，是因为原子核中的质子数不同。中性原子的电子数与质子数相同，那么，围绕着原子核运动的电子又是如何排布的呢，与元素的化学性质又有什么密切的关系呢？这就是本章将要解决的内容。
一、原子的简单结构及其实验证据
围绕着原子核的许多电子，并不是杂乱无章地运动。我们可以把原子想象成一个极其微小的太阳系，电子在各自的轨道上运动，正如行星在各自的轨道上围绕着太阳转动。电子的排布结构称为电子的构型(electronic configuration)。我们首先要知道的是，电子是分层的，称为能级(energy level)或者主量子层(principal quantum shell)，不同能级的能量从原子核向外依次增加，而电子优先排布在能量低的能级上。对于第n能级来说，能够容纳的电子数为2n2，这也就是为什么第一周期只有2种元素，第二周期有8种元素。
原子如此微小，更何况电子还在飞速运动，科学家又是如何知道电子是分层的呢，原来是有实验证据的支撑。首先，我们要引入一个概念叫做电离能(ionization energy)，第一电离能是指从1mol气态原子中，每个原子各移除一个电子，形成+1价阳离子所需的能量。大家可以想想第二或者第三电离能是什么意思。我们来看一道真题，就是考察对这个概念的理解。
真题解析：s12
言归正传，为什么电离能可以成为电子分层的实验证据呢？对于一个原子来说，它的电离能是依次递增的，这一点不难理解，但是，递增的速度并不是均一的，而是某些电离能的数值发生跳跃，每当发生这种飞跃时，说明电离能突然增大的这个电子是从能量较低的新的能级移除的。实验数据可以是以图片或者表格的形式展示给我们，需要我们自行判断“飞跃”所在的位置。我们看下面的例子。
真题解析：w07
二、亚层与原子轨道
我们刚才已经了解到，电子是处在不同的能级上的，那么，同一能级上的电子还有区别吗？答案是肯定的。同一能级还可以进一步区分为亚层，共有s，p，d，f四种，并且能量依次升高。下表总结了能级与亚层的关系：
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