★[有图]关于高中化学元素周期表上的问题!★★1.如图,元素周期表中的所谓外围电子层排布的字母f、d、s、p以及前面的系数和右上角的数字分别表示什么具体含义?★2.字母f、d、s、p以及前

★[有图]关于高中化学元素周期表上的问题!★★1.如图,元素周期表中的所谓外围电子层排布的字母f、d、s、p以及前面的系数和右上角的数字分别表示什么具体含义?★2.字母f、d、s、p以及前
★[有图]关于高中化学元素周期表上的问题!★
★1.如图,元素周期表中的所谓外围电子层排布的字母f、d、s、p以及前面的系数和右上角的数字分别表示什么具体含义?
★2.字母f、d、s、p以及前面的系数和右上角的数字具体有怎样的变化规律?
★关于这方面的知识懂得请讲讲,★

★[有图]关于高中化学元素周期表上的问题!★★1.如图,元素周期表中的所谓外围电子层排布的字母f、d、s、p以及前面的系数和右上角的数字分别表示什么具体含义?★2.字母f、d、s、p以及前
一、原子核外电子排布的原理
处于稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则,一般而言,在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布情况,在中学阶段要求的前36号元素里,没有例外的情况发生.
1．最低能量原理
电子在原子核外排布时,要尽可能使电子的能量最低.怎样才能使电子的能量最低呢?比方说,我们站在地面上,不会觉得有什么危险；如果我们站在20层楼的顶上,再往下看时我们心理感到害怕.这是因为物体在越高处具有的势能越高,物体总有从高处往低处的一种趋势,就像自由落体一样,我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中,物体要从地面到空中,必须要有外加力的作用.电子本身就是一种物质,也具有同样的性质,即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态）,也就是能量最低时的状态.当有外加作用时,电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态）,但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势.一般来说,离核较近的电子具有较低的能量,随着电子层数的增加,电子的能量越来越大；同一层中,各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的.这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……
2．保里不相容原理
我们已经知道,一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述,即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向.在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在,这就是保里不相容原理所告诉大家的.根据这个规则,如果两个电子处于同一轨道,那么,这两个电子的自旋方向必定相反.也就是说,每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子.这一点好像我们坐电梯,每个人相当于一个电子,每一个电梯相当于一个轨道,假设电梯足够小,每一个电梯最多只能同时供两个人乘坐,而且乘坐时必须一个人头朝上,另一个人倒立着（为了充分利用空间）.根据保里不相容原理,我们得知：s亚层只有1个轨道,可以容纳两个自旋相反的电子；p亚层有3个轨道,总共可以容纳6个电子；d亚层有5个轨道,总共可以容纳10个电子.我们还得知：第一电子层（K层）中只有1s亚层,最多容纳两个电子；第二电子层（L层）中包括2s和2p两个亚层,总共可以容纳8个电子；第3电子层（M层）中包括3s、3p、3d三个亚层,总共可以容纳18个电子……第n层总共可以容纳2n2个电子.
3．洪特规则
从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义：一是电子在原子核外排布时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行；洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层,当电子排布处于
全满（s2、p6、d10、f14）
半满（s1、p3、d5、f7）
全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定.这类似于我们坐电梯的情况中,要么电梯是空的,要么电梯里都有一个人,要么电梯里都挤满了两个人,大家都觉得比较均等,谁也不抱怨谁；如果有的电梯里挤满了两个人,而有的电梯里只有一个人,或有的电梯里有一个人,而有的电梯里没有人,则必然有人产生抱怨情绪,我们称之为不稳定状态.
二、核外电子排布的方法
对于某元素原子的核外电子排布情况,先确定该原子的核外电子数（即原子序数、质子数、核电荷数）,如24号元素铬,其原子核外总共有24个电子,然后将这24个电子从能量最低的1s亚层依次往能量较高的亚层上排布,只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层,每一个亚层上最多能够排布的电子数为：s亚层2个,p亚层6个,d亚层10个,f亚层14个.最外层电子到底怎样排布,还要参考洪特规则,如24号元素铬的24个核外电子依次排列为
1s22s22p63s23p64s23d4
根据洪特规则,d亚层处于半充满时较为稳定,故其排布式应为：
1s22s22p63s23p64s13d5
最后,按照人们的习惯“每一个电子层不分隔开来”,改写成
1s22s22p63s23p63d54s1
即可.
三、核外电子排布在中学化学中的应用
1．原子的核外电子排布与轨道表示式、原子结构示意图的关系：原子的核外电子排布式与轨道表示式描述的内容是完全相同的,相对而言,轨道表示式要更加详细一些,它既能明确表示出原子的核外电子排布在哪些电子层、电子亚层上, 还能表示出这些电子是处于自旋相同还是自旋相反的状态,而核外电子排布式不具备后一项功能.原子结构示意图中可以看出电子在原子核外分层排布的情况,但它并没有指明电子分布在哪些亚层上,也没有指明每个电子的自旋情况,其优点在于可以直接看出原子的核电荷数（或核外电子总数）.
2．原子的核外电子排布与元素周期律的关系
在原子里,原子核位于整个原子的中心,电子在核外绕核作高速运动,因为电子在离核不同的区域中运动,我们可以看作电子是在核外分层排布的.按核外电子排布的3条原则将所有原子的核外电子排布在该原子核的周围,发现核外电子排布遵守下列规律：原子核外的电子尽可能分布在能量较低的电子层上（离核较近）；若电子层数是n,这层的电子数目最多是2n2个；无论是第几层,如果作为最外电子层时,那么这层的电子数不能超过8个,如果作为倒数第二层（次外层）,那么这层的电子数便不能超过18个.这一结果决定了元素原子核外电子排布的周期性变化规律,按最外层电子排布相同进行归类,将周期表中同一列的元素划分为一族；按核外电子排布的周期性变化来进行划分周期
如第一周期中含有的元素种类数为2,是由1s1~2决定的
第二周期中含有的元素种类数为8,是由2s1~22p0~6决定的
第三周期中含有的元素种类数为8,是由3s1~23p0~6决定的
第四周期中元素的种类数为18,是由4s1~23d0~104p0~6决定的.
由此可见,元素原子核外电子排布的规律是元素周期表划分的主要依据,是元素性质周期性变化的根本所在.对于同族元素而言,从上至下,随着电子层数增加,原子半径越来越大,原子核对最外层电子的吸引力越来越小,最外层电子越来越容易失去,即金属性越来越强；对于同周期元素而言,随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的吸引力越来越强,使原子半径逐渐减小,金属性越来越差,非金属性越来越强.

电子亚层 电子亚层之一
在相同电子层中电子能量还有微小的差别，电子云形状也不相同，根据这些差别把一个电子层分为几个亚层。电子亚层可用表示，=0、1、2、3、…（n-1），n为电子层数。即K层（n=1）有0一个亚层（s）；L层（n=2）有0、1两个亚层，即2s、2p；M层（n=3）有0、1、2三个亚层，即3s、3p、3d。同理N层有4s、4p、4d、4f四个亚层。不同亚层的电子云形状不...

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电子亚层 电子亚层之一
在相同电子层中电子能量还有微小的差别，电子云形状也不相同，根据这些差别把一个电子层分为几个亚层。电子亚层可用表示，=0、1、2、3、…（n-1），n为电子层数。即K层（n=1）有0一个亚层（s）；L层（n=2）有0、1两个亚层，即2s、2p；M层（n=3）有0、1、2三个亚层，即3s、3p、3d。同理N层有4s、4p、4d、4f四个亚层。不同亚层的电子云形状不同，s亚层（=0）的电子云形伏为球形对称；p亚层（=1）的电子云为无柄哑铃形（纺锤形）；d亚层（=2）的电子云为十字花瓣形等。同一电子层不同亚层的能量按s、p、d、f序能量逐渐升高。
电子亚层之二
在同一电子层中，电子的能量还稍有差异，电子云的形状也不相同。因此电子层还可分成一个或n个电子亚层。
通过对许多元素的电离能的进一步分析，人们发现，在同一电子层中的电子能量也不完全相同，仍可进一步分为若干个电子组。这一点在研究元素的原子光谱中得到了证实。
电子亚层分别用s、p、d、f等符号表示。不同亚层的电子云形状不同。s亚层的电子云是以原子核为中心的球形，p亚层的电子云是纺锤形，d亚层为花瓣形，f亚层的电子云形状比较复杂。
电子亚层之三
K层只包含一个s亚层；L层包含s和p两个亚层；M层包含s、p、d三个亚层；N层包含s、p、d、f四个亚层。
受磁量子数的控制，s层有一个轨道，p层有三个轨道，d层有五个轨道，等等，（根据自旋量子数，每个轨道可容纳2个电子）。
由于亚层的存在，使同一个电子层中电子能量出现不同，甚至出现低电子层的高亚层能量大于高电子层的低亚层，即所谓的能级交错现象。各亚层能量由低到高排列如下：
1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s，4f，5d，6p，7s，5f，6d.......
有一个公式可以方便记忆：ns<(n-2)f<(n-1)d=6,d前的n>=4。
一、原子轨道和电子云
1. 薛定谔方程
薛定谔方程是描述微观粒子运动的基本方程，1927年奥地利物理学家薛定锷将光的波动方程引申来描述原子中单个电子运动规律建立起来的，是一个二阶偏微分方程。即：
式中：x、y、z — 是电子的空间直角坐标
Ψ — 波函数（是三维空间坐标x、y、z 的函数）
E — 系统的总能量
V — 系统的势能（核对电子的吸引能）
m、E、V 体现了微粒性，Ψ 体现了波动性。
氢原子体系的 Ψ 和与之对应的 E 可以通过解薛定谔方程得到，解出的每一个合理的Ψ 和E ，就代表体系中电子运动的一种状态。可见，在量子力学中是波函数来描述微观粒子的运动状态。
为了解的方便，常把直角坐标 x、
y、z 换成极坐标 r 、θ、φ 表示，
换算关系是：
在解方程时，为了使解出的函数有合理的物理意义，还必须引入一套参数 n、l、m 作为限制条件。这一套参数在量子化学中称为量子数。其取值规则为：
n = 1，2， 3，…，∞ n 为自然整数
l ≤ n - 1 l = 0,1,2,…, ( n -1)
|m| ≤ l m = 0,±1,±2, … , ±l
每一组轨道量子数n、l、m，可以确定一个函数，即：
波函数Ψ(r,θ,φ ):代表电子运动的一种稳定状态，俗称原子轨道。
径向波函数R(r):由n和l决定，它描述波函数随电子离核远近(r)的变化情况.
角度波函数.Y ( θ，φ ):由l和m决定，描述波函数随电子在核的不同方向的变化情况，
通常将l=0,1,2.3,…的轨道分别称为s轨道、p轨道、d轨道、f轨道、…
2. 原子轨道及电子云的角度分布图
(1) 原子轨道的角度分分布图：
Y (θ，φ) ——θ、φ 作图而成。
例如： l s 至 n s 的角度部分函数为：
s 的角度函数与角度无关，是以半径为 r 的球形。
p 轨道的轨道的角度分布函数与方向有关。
如Y 2pz 为：
Y 2pz= ( 3/4π) 1/2 cos θ
（2）电子云的角度分布图
电子云是电子在核外空间各处出现几率密度大小的形象化描述。几率密度 = |Ψ |2，|Ψ |2 的图象称为电子云。
因而用 Y 2( θ，φ ) － θ，φ 作图即得到电子云的角度分布图。其图形与原子轨道角度分布图相似，不同之处有两点：
① 由于Y ≤1，Y2 ≤Y （更小），所以电子云角度分布图瘦些。
② 原子轨道角度分布有+、- 号之分，( Y 有正负号，代表波函数的对称性并不代表电荷)，电子云的角度分布图没有正负号。
电子云常用小圆点的疏密程度表示。
把占90～95％的几率分布用匡线匡起来，形成电子云的界面图，故也可用电子云的界面图来表示电子出现的几率分布。
注意：由于微观粒子具有波粒二象性，不仅其物理量是量子化的，而且从电子云概念可知，微观粒子在空间的分布还具有统计性规律。即电子虽不循着有形的轨道或途径运动但它在空间的分布总有一个几率或几率密度较大的范围。因此，尽管电子决不像宏观物体运动那样，呈现某种几何形状的轨道或途径。
二、轨道量子数与原子能级
从解薛定谔方程所引进的一套参数 n, l, m（称为量子数）的物理意义、取值以及取值的组合形式与核外电子运动状态的关系如下：
（一）主量子数（n）
描述电子离核的远近，确定原子的能级或确定轨道能量的高低。决定轨道或电子云的分布范围。一般，n 值越大，电子离核越远，能量越高。主量子数所决定的电子云密集区或能量状态称为电子层（或主层）。
主量子数n 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, … （共取n个值）
电子层符号 K，L，M，N, O, P, Q , …
（二）角量子数（副量子数）( l )
同一电子层（n)中因副量子数（l)不同又分成若干电子亚层（简称亚层，有时也称能级）。 l确定同一电子层中不同原子轨道的形状。在多电子原子中，与 n 一起决定轨道的能量。
副量子数 l = 0, 1, 2, 3, 4, …, n -1 （共可取 n 个值））
亚层符号 s， p、 d、 f、 g……
轨道形状 园球 双球 花瓣 八瓣
（三） 磁量子数（m）
确定原子轨道在空间的伸展方向。
m = 0, ±1, ±2, ±3, …, ±l 共可取值( 2l +1)个值
s p d f
轨道空间伸展方向数： 1 3 5 7 ( m的取值个数)
n, l 相同，m不同的轨道能量相同。也即同一亚层中因m不同所代表的轨道具有相同的能量。通常将能量相同的轨道互称为等价轨道或简并轨道。
三个量子数的取值关系：
L 受 n 的限制：
n =1 l = 0 m = 0
n =2 l = 0, 1 m = 0
n =3 l = 0, 1, 2 m = 0, ±1, ±2
m 的取值受l 的限制：如
l = 0 m = 0
l = 1 m = -1, 0, +1
l = 2 m = -2, -1, 0, +1, +2
三个量子数的一种组合形式决定一个Ψ ，而每一个Ψ又代表一个原子轨道，所以三个量子数都有确定值时，即确定核外电子的一种电子运动状态。
（四）原子能级
在多电子原子中，原子的能级除受主量子数（n)影响外，还与副量子数（l）有关，其间关系复杂。下图表示了若干元素原子中能级的相对高低。
由图可以看出：
（1）单电子原子（Z=1)中，能量只与n有关，且n↑，E↑
（2）多电子原子（Z≥ 2）中,能量与n、l有关。
① n 相同，l 不同，则 l↑，E↑
如：Ens＜Enp＜End＜Enf
② l 相同，n 不同，则n↑，E↑
如：E1s＜E2s＜E3s……
E2p＜E3p＜E4p……
E3d＜E4d＜E5d……
“（3）能级交错
若n和l都不同，虽然能量高低基本上由n的大小决定，但有时也会出现高电子层中低亚层（如4s）的能量反而低于某些低电子层中高亚层（如3d）的能量这种现象称为能级交错。能级交错是由于核电荷增加，核对电子的引力增强，各亚层的能量均降低，但各自降低的幅度不同所致。能级交错对原子中电子的分布有影响。”
三、电子的自旋与电子层的最大容量
1.自旋量子数（ms）
用分辨能力很强的光谱仪来观察氢原子光谱，发现一条谱线是由靠得非常近的两条线组成，为氢原子的精细结构， 1925年琴伦贝克和高斯米特，根据前人的实验提出了电子自旋的概念，用以描述电子的自旋运动。
自旋量子数ms 有两个值(+1/2，-1/2)，可用向上和向下的箭头(“↑”“↓”)来表示电子的两种所谓自旋状态。
结论：描述一个电子的运动状态，要用四个量子数（ n， l，m ， ms ），同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。
2.原子核外电子排布的一般规律
（1）Pauli不相容原理
在同一原了中，一个原子轨道上最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
（2）能量最低原理
电子总是最先排布（占据）在能量最低的轨道。
（3）洪特规则
①在等价轨道上，电子总是尽先占据不同的轨道 ，而且自旋方向相同（平行）。
②当等价轨道上全充满时( p6, d10, f 14 )，半充满( p3, d 5, f 7 )和全空( p0, d0, f 0 )时，能量最低，结构较稳定。
3.电子层的最大容量
根据以上的排布规则，可以推算各电子层、电子亚层和轨道中最多能容纳多少电子。
由于每一个电子层（n)中有n个电子亚层（每一个电子亚层又可以有（2l+1）个轨道），则每一电子层可能有的轨道数为n2，即：
又由于每一个轨道上最多容纳两个电子，所以每一电子层的最大容量为2 n2，每一电子亚层中的电子数不超过2（2l+1）个。
电子层的最大容量（n＝1－4）
原子核外的电子总是有规律的排布在各自的轨道上。
原子轨道的种类
主页面：原子轨道
作为薛定谔方程的解，原子轨道的种类取决于主量子数(n)、角量子数(l)和磁量子数(ml)。其中，主量子数就相当于电子层，角量子数相当于亚层，而磁量子数决定了原子轨道的伸展方向。另外，每个原子轨道里都可以填充两个电子，所以对于电子，需要再加一个自旋量子数(ms)，一共四个量子数。
n可以取任意正整数。在n取一定值时，l可以取小于n的自然数，ml可以取±l。不论什么轨道，ms都只能取±1/2，两个电子自旋相反。因此，s轨道（l=0）上只能填充2个电子，p轨道（l=1）上能填充6个，一个亚层填充的电子数为4l+2。
具有角量子数0、1、2、3的轨道分别叫做s轨道、p轨道、d轨道、f轨道。之后的轨道名称，按字母顺序排列，如l=4时叫g轨道。
排布的规则
电子的排布遵循以下三个规则：
能量最低原理
整个体系的能量越低越好。一般来说，新填入的电子都是填在能量最低的空轨道上的。
Hund规则
电子尽可能的占据不同轨道，自旋方向相同。
Pauli不相容原理
在同一体系中，没有两个电子的四个量子数是完全相同的。
同一亚层中的各个轨道是简并的，所以电子一般都是先填满能量较低的亚层，再填能量稍高一点的亚层。各亚层之间有能级交错现象：
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
8s 5g 6f 7d 8p
...
有几个原子的排布不完全遵守上面的规则，如：
Cr：[ Ar ]3d54s1
这是因为同一亚层中，全充满、半充满、全空的状态是最稳定的。这种方式的整体能量比3d44s2要低，因为所有亚层均处于稳定状态。
排布示例
以铬为例：
铬原子核外有24个电子，可以填满1s至4s所有的轨道，还剩余4个填入3d轨道：
1s22s22p63s23p64s23d4
由于半充满更稳定，排布发生变化：
1s22s22p63s23p64s13d5
除了6个价电子之外，其余的电子一般不发生化学反应，于是简写为：
[Ar]4s13d5
这里，具有氩的电子构型的那18个电子称为“原子实”。一般把主量子数小的写在前面：
[Ar]3d54s1
电子构型对性质的影响
主页面：元素周期律
电子的排布情况，即电子构型，是元素性质的决定性因素。
为了达到全充满、半充满、全空的稳定状态，不同的原子选择不同的方式。具有同样价电子构型的原子，理论上得或失电子的趋势是相同的，这就是同一族元素性质相近的原因；同一族元素中，由于周期越高，价电子的能量就越高，就越容易失去。
元素周期表中的区块是根据价电子构型的显著区别划分的。不同区的元素性质差别同样显著：如s区元素只能形成简单的离子，而d区的过渡金属可以形成配合物。

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这个spdf是所谓的电子亚层，也就是角量子数，前面系数是主量子数，右上角是电子数。
变化规律？有点复杂。
主量子数n取值1，2，3，。。。。
角量子数l取值0~（n-1）。比如对于主量子数n为1，那么l取值就是0，1两个。0用符号表示s，1用符号表示p。以此类推。
主量子数就是你们高中学的电子层数，角量子数可以理解为同一层的电子具有的不同的运动取向，比如，对于第一层...

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这个spdf是所谓的电子亚层，也就是角量子数，前面系数是主量子数，右上角是电子数。
变化规律？有点复杂。
主量子数n取值1，2，3，。。。。
角量子数l取值0~（n-1）。比如对于主量子数n为1，那么l取值就是0，1两个。0用符号表示s，1用符号表示p。以此类推。
主量子数就是你们高中学的电子层数，角量子数可以理解为同一层的电子具有的不同的运动取向，比如，对于第一层（主量子数为1），那么该层电子运动就只能有一种，就是1s，如果s层上两个电子，那么就是1s2
对于第二层（主量子数为2），那么可能有多种运动状态（l=0，1），即2s和2p。
同理第三层就是3s,3p,3d
我也只能说这么多了。好多东西是量子力学的东西，说不明白呵呵。
这个东西得你学了无机化学和结构化学以后才能明白，对于高中，就不要涉及大多了，没有必要。

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