工具 03

电子排布计算器

选择从 1 号元素氢到 118 号元素之间的任意元素,即可看到其基态电子排布的完整写法和稀有气体简写,以及轨道框图。如果真实原子偏离构造原理的顺序(如铬和铜),页面会加以说明。下方的训练器可以用来练习。

免费、无需注册,你输入的内容不会离开浏览器。

查询任意元素

?
加载中…
完整电子排布
稀有气体简写

轨道框图

电子排布训练器

按正确顺序填入各亚层。在你不再需要之前,旁边会显示构造原理对角线图。

正确 0 尝试次数 0
?
加载中…

— 点击下方的亚层 —

例题详解

氧 (O, Z = 8)

按构造原理的顺序填充亚层,直到累计电子数达到 Z = 8:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁴ → 8

完整电子排布:

1s² 2s² 2p⁴

稀有气体简写:

[He] 2s² 2p⁴

未成对电子:2

在工具中打开此例

铁 (Fe, Z = 26)

按构造原理的顺序填充亚层,直到累计电子数达到 Z = 26:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁶ → 26

完整电子排布:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

稀有气体简写:

[Ar] 3d⁶ 4s²

未成对电子:4

在工具中打开此例

铜 (Cu, Z = 29)

按构造原理的顺序填充亚层,直到累计电子数达到 Z = 29:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁹ → 29

铜是一个例外:按构造原理应为 [Ar] 3d⁹ 4s²,但一个 4s 电子进入 3d,因为全充满的 3d 亚层能量更低。基态为 [Ar] 3d¹⁰ 4s¹。

完整电子排布:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

稀有气体简写:

[Ar] 3d¹⁰ 4s¹

未成对电子:1

在工具中打开此例

工作原理

为什么 4s 在 3d 之前填充?

因为决定顺序的是能量,而不是电子层数。马德隆规则指出,亚层按照 n + l 递增的顺序填充:4s 的 n+l = 4,而 3d 的 n+l = 5,所以 4s 优先。电子真正进入原子后,情况会反过来——在中性过渡金属中,3d 位于 4s 下方,这就是为什么 Fe²⁺ 等离子会先失去 4s 电子,而不是 3d 电子。铬和铜则完全打破这一规律,以半充满或全充满的 d 亚层取代全充满的 s 亚层。

电子排布从何而来

每种元素显示的排布是本站参考数据中的基态排布,而不是计算出的推测,因此已知的例外会如实呈现。按构造原理的预测用 n + l 规则另行计算,两者不同时并列显示。轨道框图按洪特规则填充每个亚层:每个轨道先各填一个电子,然后才有轨道填入第二个。

局限

  • 它描述的是基态的中性原子,不包括离子或激发态。
  • 从 104 号元素开始,电子排布是理论预测,因为制得的原子太少,无法测量。
  • 训练器只考到 38 号元素锶,这些元素的填充顺序与通常所教的一致。