Question

原子外电子层结构类型

Answer 1

元素周期系根据核外电子排布的分层数划分周期,再按外电子层亚层充填类型、电子数和能级划分元素族。元素的最外电子层的充填类型具有周期性重复变化,这导致了元素基本化学性质的周期性变化和在自然结合状态中成族成组共生的规律。因此原子的外 (和最外)电子层结构特征具有重要的地球化学意义。根据原子外电子层的电子数量、排布,以及所在能级 (次量子数)可以在展开式周期表上划分出以下几种类型,称为元素的外层电子构型。

最外电子层为 s 亚层充填型 包括第Ⅰ、Ⅱ主族和H、He,位于周期表左侧,为s区。

最外电子层为p 亚层充填型 包括第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和0 的主族元素,位于周期表的右半部,称为p区。

次外电子层为d 亚层充填型 包括第Ⅰ～Ⅶ副族和第Ⅷ族元素,位于展开式周期表的中部,称为d区。其中第Ⅰ、Ⅱ副族元素应属ds亚层充填型。

f 亚层充填型 (自外数第三层充填) 包括镧系和锕系元素,位于周期表第六、七周期中部,称f区,见图2-3。

原子的外层和次外层电子是元素间化学反应最活跃的粒子。通常主族元素 (s亚层和p 亚层充填型)只有最外层电子参加化学反应;过渡族元素 (d亚层充填型)除了最外层电子外,次外层的部分或全部d电子可参与化学反应;而镧系和锕系元素则外数第三层f电子也有一部分可以参加化学反应。由原子的外电子层结构决定的元素参加化学反应的基本性质和特征,具有重要的地球化学意义,它们制约着元素在自然界中相互结合及迁移和分布的多种行为。

图2-3 中性元素电子亚层的能级和电子构型

(据Yuan-Hui Li,2000)

三角标示与给定构型不一致的构型