原子核外电子排布
想一想
我们已经知道，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子是质量很小的带负电荷的微粒，它们在原子这样小的空间做高速运动。那么，它们的运动跟普通物体有什么区别？有什么特殊的规律？
1.电子云
科学研究发现，电子的运动不遵循宏观物体所具有的运动规律，它没有确定的运动轨道，我们不能测定或计算它在某一时刻所在的位置，也不能描述它的运动轨迹。于是，科学家采用统计的方法描述电子在原子核外某一区域出现的机会。若用小黑点代表电子出现过的地方，小黑点的疏密程度就代表电子在核外出现概率的大小，在化学上称之为电子云。
需要注意的是，电子云中许许多多的小黑点并不代表电子本身，它只是形象地表明电子在核外空间出现的统计情况。
2.原子核外电子的排布规律
在含有多个电子的原子中，由于电子的能量并不相同，因此它们在原子核外是分层排布的。能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量高的电子通常在离核较远的区域运动。我们通常用电子层来表明这种离核远近的不同区域。电子层由内向外依次分为七层，用符号n表示，则n=1、2、3、4、5、6、7，也可以依次用K、L、M、N、O、P、Q等符号来表示。n值越小，表明电子离原子核越近，其能量越低；n值越大，表明电子离原子核越远，其能量越高。
科学研究发现，核外电子总是先排布在能量最低的电子层上，只有当能量最低的电子层排满后，才依次排入能量较高的电子层上。即按照K、L、M……电子层的顺序，先后依次排满电子。
图5-5 氢原子的电子云
表5-3 原子序数为1～20的元素原子核外电子的排布
（续表）
从上表可以看出，核外电子分层排布是有一定规律的，我们可以将其归纳如下：
1.各电子层最多容纳的电子数目为2n2。
K层（n=1）可容纳电子数为2×12=2个；
L层（n=2）可容纳电子数为2×22=8个；
M层（n=3）可容纳电子数为2×32=18个；
N层（n=4）可容纳电子数为2×42=32个。以此类推。
2.最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。
3.次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
以上规律是相互联系的，不能孤立地理解。例如，当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，但当它是最外层时，则最多可以排布8个电子。
资料在线
电子亚层
在同一电子层中，电子能量还有微小的差异，电子云形状也不相同，根据这些差别把一个电子层分为一个或n个电子亚层。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。不同亚层的电子云形状不同，s亚层的电子云形状为球形对称；p亚层的电子云为无柄哑铃形（纺锤形）；d亚层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顺序能量逐渐升高。
知道了原子的核电荷数和电子层排布规律之后，我们可以据此画出原子结构示意图。通常，用小圆圈代表原子核，+X表示核电荷数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数目。例如，
图5-6 钠原子的原子结构示意图
现将1～18号元素的原子结构示意图表示如下：
图5-7 1～18号元素原子结构示意图
练一练
根据以上所学，尝试画出19、20号元素的原子结构示意图。