使用aufbau原理

使用Aufbau原理计算原子轨道的填充顺序，最糟糕的方法可能是尝试用蛮力记住顺序：

• 1s2s2p3p4s3d4p6s4f5d6p7s5f6d7p8s

幸运的是，有一种更简单的方法可以获得此订单：

1. 写一列从1到8的s轨道。
2. 从n=2开始，为p轨道写第二列。（1p不是量子力学允许的轨道组合。）
3. 从n=3开始为d轨道写一列。
4. 为4f和5f写最后一列。没有需要6f或7f外壳填充的元件。
5. 从1s开始运行对角线，阅读图表。

此图显示了此表，箭头显示了要遵循的路径。既然你知道了轨道的填充顺序，你只需要记住每个轨道的大小。

• S轨道有一个可能的m值来容纳两个电子。
• P轨道有三个可能的m值来容纳六个电子。
• D轨道有五个可能的m值来容纳10个电子。
• F轨道有七个可能的m值来容纳14个电子。

这就是确定元素的稳定原子的电子构型所需要的全部。

例如，以氮元素为例，它有七个质子和七个电子。第一个要填充的轨道是1s轨道。s轨道上有两个电子，所以剩下五个电子。下一个轨道是2s轨道，并容纳下两个轨道。最后三个电子将进入2p轨道，该轨道最多可容纳六个电子。

硅电子组态实例问题

这是一个工作示例问题，显示了使用前几节中学习的原理确定元件电子配置所需的步骤

问题

确定硅的电子构型。

解决方案

硅是14号元素。它有14个质子和14个电子。原子的最低能级首先被填满。图中的箭头显示了s量子数，自旋向上和自旋向下。

• 步骤A显示前两个电子填满1s轨道，留下12个电子。
• 步骤B显示了接下来的两个电子填充2s轨道，留下10个电子。（2p轨道是下一个可用能级，可以容纳六个电子。）
• 步骤C显示这六个电子，留下四个电子。
• 步骤D用两个电子填充下一个最低能级3s。
• 步骤E显示剩余的两个电子开始填充3p轨道。

Aufbau原理的规则之一是，在相反的自旋开始出现之前，轨道被一种自旋填充。在这种情况下，两个自旋向上电子被放置在前两个空槽中，但实际顺序是任意的。它可能是第二个和第三个插槽，也可能是第一个和第三个插槽。

答复

硅的电子结构为：

aufbau主体的符号和例外

电子组态周期表上的符号使用以下形式：

• n是能级
• O是轨道类型（s、p、d或f）
• e是轨道壳中的电子数。

例如，氧有八个质子和八个电子。Aufbau原理认为前两个电子将填满1s轨道。接下来的两个将填满2s轨道，剩下的四个电子将占据2p轨道上的点。这将写为：

惰性气体是完全填满其最大轨道且没有剩余电子的元素。氖用其最后六个电子填充2p轨道，并被写为：

下一个元素钠在3s轨道上与另一个电子相同。而不是写：

在一长排重复文本中，使用速记符号：

每个周期将使用前一周期惰性气体的符号。Aufbau原理适用于几乎所有测试元素。这一原理有两个例外，铬和铜。

铬是24号元素，根据Aufbau原理，电子组态应为[Ar]3d4s2。实际实验数据表明该值为[Ar]3d5s1。铜为29号元素，应为[Ar]3d92s2，但已确定为[Ar]3d104s1。

图表显示了周期表的趋势和该元素的最高能量轨道。这是检查计算结果的好方法。另一种检查方法是使用包含此信息的周期表。