写出基态的电子组态

以第三周期只有8个元 素而不是18个元素。
1s22p63s23p4 1s22p63s23p5 1s22p63s23p6
第四周期 k开始了第四个主壳层的填充，也就开始了第四周期。 特 点 : 各元素的原子都占有四个主壳层； 多出一组填充3d支壳层的10个元素； 到第36号元素氦为止填满4p支壳层。 又因为能级交错现象，4d 和4f 空着，共有18个元素。
各元素的原子都占有七个主壳层。 多出一组填充5f 支壳层的14个元素，称为锕系元素。
元素所在的周期数=填充的主壳层数。
s+p电子数( p 组元素) d+s电子数（d 组元素Go , Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ除外） 等于元素所在族数。 由此可确定元素在周期表中的位置，并写出其电子壳层 结构和基态电子组态和光谱项。
元素周期律的实质在于：随着原子序数的递增，原子核 外的电子在原子的各个能级上周期性有规律的排列，便 造成了元素的化学和物理性质的周期性变化。
第五周期
Rb开始了第五个主壳层的填充，也就开始了第五周期。
特 点 : 各元素的原子都占有五个主壳层，多出一组 填充4d支壳层的10个元素；
到氙(Z= 54)元素为止填满5p支壳层。
又因为能级交错现象，4f和5d空着，共有18个元素。
第六周期 从元素铯(Cs,Z=55) 开始了第六周期，所以 铯是第六 周期的第一个元素。
§ 7.3 原子基态的电子组态
原子处于基态时，核外电子的排布情况
第一周期
1.H 2.He
1s1 1s2
第二周期
1s
3.Li 4.Be 5.B 6.C 7.N 8.O 9.F 10.Ne
2s
2p
1s22s1
1s22s2 1s22s22p1 1s22s22p2 1s22s22p3 1s22s22p4 1s22s22p5

O2的MO能级图
1 u
1 g
MO O2
2 O O2 ，O 和 2 的键级、键长长短次序 [3.2] 写出 O ， 及磁性。 [解 ]： O2 O2 O2 O22 微 粒 键 级 2.5 2 1.5 1 2 O O2 < 2 < O2 < O2 键长次序 磁 性 顺磁 ] 按分子轨道理论说明Cl2的键比 2 的键强还是弱？ 为什么？ Cl [解]：Cl2的键比 2 的键弱。原因是：Cl2的基态价电子 2 2 4 * 2 * 4 Cl 组态为 3s 3s 3 p 3 p 3 p ，键级为1，而 2 比 Cl2少1个反键电子，键级为1.5。

2
[3.30] 由紫外光电子能谱知，NO分子的第一电离能为9.26 eV比CO的第一电离能(14.01eV)小很多，试从分子的电子 组态解释其原因。
解：CO的组态为 (1 )
(2 ) (3 ) (4 ) (1 ) (5 ) 2 2 2 2 4 2 1 ) (2 ) (3 ) (4 ) (1 ) (5 ) (2 ) NO的组态为 (1
z
N2的MO能级示意图
3 u
2 pz 2 py 2 px
1 g
1 g
3 g
1 u 1 u
2 px
2 py
2 pz
N2特别 稳定，π 轨道被 保护。
2 u
2s 2s
2 g
1s
1 u
1s
AO N
1 g MO N2
AO N
[3.7] 画出CN-的分子轨道示意图，写出基态的电子组态， 计算键级及不成对电子数 [解]：CN-与N2为等电子“分子”。其价层分子轨道与N2分 子大致相同，分子轨道轮廓图如下。

写出下列原子在基态时的电子组态
原子：氯原子
氯原子是一种普遍存在的元素，其原子结构决定了其物理性质和化学性质。

特别是当它以
基态形式出现时，就具有一组特定的电子组态，其大致表示如下：氯原子有17个电子，
其中2个在外层值电子云，所以它的电子组态表示如下：
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
可以看出，氯原子含有17个电子，包括2个组成外层值电子云的2个电子，其它15个电
子都分布在费米能级各次能级上。

氯原子是一种卤素元素，原子序数为17，在常见元素中位居第十六位，它通常以氯离子或氯分子形式存在于大气中。

氯原子在基态时，它的外层电子构成的电子组态为1s2 2s2 2p6 3s2 3p5，外层排布非常
特殊，一般称为“正十族元素”，它们在一定分度上一致，均为【2, 8, 8, 17】。

其中，2表示外层有两个电子，8、8、17均为每一层电子的数量，外层值电子云为2s2 2p6，位
于第二层和第三层能级上，二层有两个电子，三层有六个，这就是氯原子基态电子组态的
表示。

氯原子由于有2个外层电子，因此它的化学性质非常活跃，它能与一些元素发生化学反应，形成各种中等到高原子量的的氯化物，如 NaCl 、CaCl2、AlCl3等。

在水溶液中，它能形成正离子或负离子，并能与各种可溶性盐或酸根反应，特别是与酸反应能够很好地除去污
染物。

此外，氯另一个重要应用是使用其作为氯气消毒，可以消灭水中的有害病菌，杀灭
可以有效预防某些病毒的传播。

从上述可以看出，氯的稳定的基态电子组态对它的物理性质和发生的化学反应都有重要的
影响，它也得到了广泛的应用，因此它具有重要的现实意义。

与实验结果对照，即可确定正确的电子组态。
组态 a： m s 1 ,S 1 ;m L 3 ,L 3 ;L S 4 。因此，能量最
低的光谱支项为3F4，与光谱实验结果相同。
组态 b： m s 1 ,S 1 ,m L 2 ,L 2 ;L S 3 。因此，能量最
低的光谱支项为3D3，与光谱实验结果不同。
子组态的“电子—空位”关系，(2p)5组态与(2p)1组态具
有相同的谱项。因此，本问题转化为推求(2p)1组态的光
谱项和光谱支项。这里只有一个电子，S= ½ , L=1 ，故
光谱项为2P。又 J113或 J111 ，
22
22
因此有两个光谱支项： 2 P3 和 2 P1
2
2
对C原子激发态(1s)2(2s)2(2p)1(3p)1，只考虑组态(2p)1(3p)1即可。 2P和3P电子是不等价电子，因而(2p)1(3p)1组态不受Pauli原理限 制，可按下述步骤推求其谱项：由
2s和2p三个电子层皆充满电子，它们对整个原子的轨道
角动量和自旋角动量均无贡献。Na原子的轨道角动量和
自旋角动量仅由3s电子决定；L= 0，S = 1/2 ,故光谱项为
2S；J只能为1/2 ，故光谱支项为
S2 1/ 2
F原子的基组态为(1s)2(2s)2(2p)5。与上述理由相同，该组
态的光谱项和光谱支项只决定于(2p)5组态。根据等价电
(c)由于 p xnxcnx,p x 无本征值.可按下式计算 的p x平均值。
p l xp xdx
x
n
xn
0
l
2 sin nx ih d
2 sin nx dx
0l
l 2 dx l
l
ih