如何写任何元素原子的电子构型式

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我们用一连串的数字字母，来表示原子各电子轨道的电子构型。不同电子轨道是原子核外不同形状的区域，而电子会以一定概率出现在这些区域中。电子构型式可以快速简单地表示出轨道数目，以及每个轨道的电子数。下面告诉你如何自己写电子构型式。

方法 1

方法 1 的 2:

用常规元素周期表指定各电子位置

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先找出原子序数。每个原子都有特定的电子数，在元素周期表上找出来。这个原子序数式各正整数，从1（氢）开始，随着原子顺序逐个递增。原子序数也是零电荷元素所含的电子数。
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确定原子电荷。零电荷的原子，电子数和原子序数是一致的。带电荷的原子，电子数则或高或低。如果你的原子带电荷，就根据电荷加减电子数：一个负电荷就加上一个电子，正电荷则减去电子。
- 比如-1电荷的钠离子，在原有的11电子以外还多了一个电子。因此这里有12个电子。
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记住轨道基本列表。原子获得电子以后，会按照一定顺序填入轨道。每个轨道填满以后电子会跑到下一个轨道去。以下是轨道顺序：
- s轨道系列（电子构型中，任何带“s”字母的数字）只有一个轨道，根据泡利不相容原则，一个轨道最多含有2个电子，因此每个s轨道系列只有2个电子。
- p轨道系列含有3个轨道。因此可以含有6个电子。
- d轨道系列含有5个轨道。因此可以含有10个电子。
- f 轨道系列含有7个轨道。因此可以含有14个电子。
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理解电子构型的表达式。电子构型式可以清楚表达原子的电子数目，也可以表明各轨道中的电子数。轨道是按照顺序写出的。最后的电子构型式就是一连串的字母跟数字的形式。
- 比如一个简单的电子构型： 1s² 2s² 2p⁶ .表示1s轨道中有2个电子，2s有2个，2p有6个。2+2+6=10 。因此可以表示零电荷的氖元素（原子序数10）。
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记忆轨道顺序。注意轨道系列虽然有内外区别，但是是按照能量来排序的。比如满轨道4s²比3d¹⁰能量低（或者说不稳定），因此先要列出 4s 轨道。知道轨道顺序以后就可以按照顺序把电子填进去。顺序如下： 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p
- 原子电子构型中，如果所有轨道都填满了，会是下面形式： 1s² 2s² 2p⁶ 3s⁶ 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶.
- 一个原子的注意上面的轨道如果填满了就是元素Uuo (ununoctium，一种人工合成的极不稳定元素)，序数为 118 ，是元素周期表序数最高的元素，这个元素含有所有零电荷元素可能含有的原子轨道。
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根据电子数，填入轨道中。比如想要写零电荷钙原子的原子构型，要找出元素周期表其原子序数，我们得到20，然后就把20个电子依次安排到各个轨道上。
- 根据上述顺序，把20个电子都填入。1s轨道有俩电子，2s有俩，2p有六个，3s也有俩，然后3p有6个，4s又有两个电子 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20)。因此钙原子的电子构型式： 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
- 注意：原子轨道越后，轨道能量越高。到了第四层，会变成 4s 先，3d后，第四层以后到第五层这个规律又出现了。这种规律只有在第三层以后才出现。
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通过元素周期表走捷径。你可能已经了解到，元素周期表的形状是根据电子轨道系列编排的。比如左起第二列都以“s²”结尾，最右边的总是“d¹⁰”，等等。用周期表帮你写电子构型式，即通过元素在周期表中的位置，来相应地把电子加入某个轨道中。按下面来做：
- 最左侧的两列，构型结尾都是“s轨道”，周期表右侧都以p结尾，中间区域的元素以d结尾，下面区域的元素以f结尾。
- 比如要写氯元素的电子构型式，就想想：此元素在第三行（第三周期）位置，也在第五列，即周期表中p结尾的区域，因此其电子构型结尾是3p⁵。
- 注意：d、f轨道对应的能量等级和元素周期不一致。比如d区第一行，虽然是第四周期，但也以3d轨道结尾。而第六周期（f区第一行）能量对应到4f轨道。
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学习电子构型式的速记法。最右边的一列，表示惰性气体。这些元素极其稳定。要简化长段的电子构型表达，只要先写出最近的之前的惰性气体元素的元素符号，然后就写出剩余的轨道系类。如：
- 我们写个例子来解释。比如写锌元素（30号），用惰性气体简写法，锌的完全电子构型式是： 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 。不过注意1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶就是惰性气体氩元素的表达式，将氩放在锌的电子构型前，写中括号中。 ([Ar])
- 因此可以简化锌元素的电子构型为： [Ar]4s² 3d¹⁰
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方法 2

方法 2 的 2:

用ADOMAH 周期表写

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理解ADOMAH的意思。不需要记忆电子构型的写法了，不过这里需要用一个元素周期表的变形。因为传统元素周期表从第四行开始，周期数和电子层不对应了。你可以找找ADOMAH周期表，这个周期表是Valery Tsimmerman发明的，网上很容易可以找到。
- ADOMAH周期表中，水平行代表元素组，比如卤素、惰性气体、碱金属、碱土金属等等。竖列对应各个电子层，也叫“串”（连接s、p、d、f区的斜线）和各周期对应。
- 氦在氢旁，两者都只有1s轨道。周期区域（s、p、d、f）在右边显示，电子层数在底部显示。元素列在长方形中，由1到120依次排列。这个原子序数和零电荷的元素所带电子数相等。
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找出ADOMAH表中的元素原子。找出以后就把之后的元素都剔除掉。比如要找铒元素（68），就把69-120的元素都删掉。
- 注意底部数字1-8。这些表示电子层数，也是列数。把全部都是剔除的元素的一列忽略掉，比如铒元素，我们只看1、2、3、4、5和6列。
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数轨道系列数。看看右边的字母（s、p、d、f），还有底部的列数，忽略掉不必要的列数以后，写下列数+字母的形式，如：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (铒)。
- 注意：上述铒的电子构型，可以按电子层增加的顺序写轨道式，也可以根据能级关系来写。只要按照从上到下的“串”来写，而不是按照一列列来写： 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹²
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计算每个轨道系列的电子数。数每个区的列中剩余的元素，每个元素代表一个电子，比如 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s² 。本例子中这个就是铒元素的电子构型了。
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了解不规则电子构型。有十八个常见基态元素原子的例外，这些例外元素有两三个电子排列和原规则不符。这些例子中，电子会待在相对能级更低的状态中，而不是按普通规律来排放电子。以下是这些例外：
- Cr (..., 3d⁵, 4s¹); Cu (..., 3d¹⁰, 4s¹); Nb (..., 4d⁴, 5s¹); Mo (..., 4d⁵, 5s¹); Ru (..., 4d⁷, 5s¹); Rh (..., 4d⁸, 5s¹); Pd (..., 4d¹⁰, 5s⁰); Ag (..., 4d¹⁰, 5s¹); La (..., 5d¹, 6s²); Ce (..., 4f¹, 5d¹, 6s²); Gd (..., 4f⁷, 5d¹, 6s²); Au (..., 5d¹⁰, 6s¹); Ac (..., 6d¹, 7s²); Th (..., 6d², 7s²); Pa (..., 5f², 6d¹, 7s²); U (..., 5f³, 6d¹, 7s²); Np (..., 5f⁴, 6d¹, 7s²) 以及 Cm (..., 5f⁷, 6d¹, 7s²)。
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小提示

要根据某个原子的电子构型得出其原子序数，只要把字母（s、p、d、f）后的数字都加起来就行。不过这只适用于零电荷的原子，如果是离子就不行了，要根据电荷加减电子数。
字母后的数字实际上是上标，所以考试别写错了。
没有所谓的“半满轨道稳定态”的次能级，这样解释只是过分简化了电子排布规律。电子之所以在半满状态能稳定，是因为每个轨道正好只有单一电子，使得电子和电子之间的斥力达到最小程度。
所有元素都趋向稳定状态。最稳定的就是含有s、p两个满轨道的原子（s²和p⁶）。即惰性气体的电子分布。这也是为什么惰性气体很难反应，且出现在周期表最右边。如果一个电子构型尾部是3p⁴，则只需要两个电子就可以达到平衡（要失去包含3s轨道的总共6个电子需要更多能量，因此失去六个电子更难）。如果结尾是 4d³，则只需要失去3个电子达到稳定。同样半满轨道（s¹、p³、d⁵）比像p⁴、p²这样的更稳定。不过s²和p⁶要更稳定得多。
如果原子是离子形式，则表示质子数和电子数不相等。电荷会在元素符号右上角写出来。如果锑元素（Sb）电荷为+2 ，则电子构型为：1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹ 5p³ 5p¹ 4s⁰ 3d⁷ 3d⁷ 。注意这里的5p³ 变成5p¹。处理结尾不是s、p的电子构型的时候要小心，拿走电子的时候只能拿走价壳层轨域（s、p）的电子。因此如果一个电子构型是4s² 3d⁷，原子含有+2电荷，则要变为4s⁰3d⁷，这里的3d⁷不变，拿走的是4s层的电子。
有些情况电子需要“迁移”。如果轨道系列只差一个电子就可以造成半满或全满状态，则要从最近的s、p轨道拿走一个电子，放在这个轨道上。
电子构型有两种写法。可以依能级次序写出所有的电子层，也可以简化之前的电子层，如上述铒的例子。
也可以只写出价电子的形式，即最后的s、p层电子。因此锑的价电子形式是：5s²5p³
铁原子是个例外。铁原子情况比较复杂。前两层后面的情况要根据电子数目而定。