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第6章 原子结构与元素周期律
第三节 核外电子的排布
一．能量最低原理
处于稳定状态的原子，其核外电子将尽可能地按能量最低的原则进行排布。也就是说核外电子总是先排入能量最低的原子轨道，然后再依次排入能量较高的轨道。轨道能量(E)的高低取决于电子层和电子亚层。不同电子层的同类轨道的能量，n越大，能量越高，例如E3S＞E2S＞E1S，E3p＞E2p，同一电子层中，不同亚层的能量按照s、p、d、f的顺序递增，Enf＞End＞End＞Ens。在多电子原子中，核外电子间还存在着相互作用，使某些轨道能级相互交错，例如E4S＜E3d，E5S＜E4d，E6S＜E4f＜E5d。
这张图片就是多电子原子的近似能级图，图中每一个小方框表示一个轨道，方框的位置越低表示能级越低。从第三电子层开始出现能级交错现象。图中按照原子轨道能级的高低，将临近的能级用虚线方框分为七个能级图。每个能级组内各亚层轨道间的能量差较小，而相邻能级组间的能量差较大。
按能量最低原理，电子排入轨道的顺序是1s→2s、2p→3s、3p→4s、3d、4p→5s、4d、5p→6s、4f、5d、6p→7s、5f、6d……这一张图片为电子填入轨道顺序助记图。
二、泡利不相容原理
同一个原子中，不可能有两个电子处于完全相同的运动状态，这就是泡利不相容原理。换言之，每个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。例如核外有两个电子，按照能量最低原理，这两个电子应处于1s轨道上，它们的自旋方向必定相反，一个为顺时针，另一个为逆时针。
碳原子，其核外有6个电子。P亚层有三个能量相同的轨道Px、Py、Pz，2个p电子在不违背能量最低原理和泡利不相容原理的情况下，在2P轨道上可以有三种排列方式。
在等价轨道上（能量相同的轨道）上排布的电子尽可能分布在不同的轨道上，且自旋方向相同，以使原子的能量最低，这就是洪德规则。
据此，碳原子2P轨道上的2个电子的排布应为
三、洪德规则
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↓
2P 2P 2P ↑ ↑
2P 同理，N、O、F、Ne原子的核外电子排布如下：
N 1S22S22P3
O 1S22S22P4
F 1S22S22P5
Ne 1S22S22P6
氖原子是全充满的稳定电子层结构，化学性质极不活泼。
三、洪德规则
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1s 2s 2P ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s 2P ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
1s 2s 2P ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1s 2s 2P 作为洪德规则的特例，当等价轨道不排入电子（全空）、或半充满状态、或全充满状态时，是一种比较稳定，能量较低的状态。
全空 p0或d0或f0
半充满 p3或d5或f7
全充满 p6或d10或f14
例如24号元素的铬，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，
而不是1s22s22p63s23p63d44s2，原子序数为29的铜，其核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d104s1，而不是3s23p63d94s2这是由于d5和d10都是较为稳定的状态。
三、洪德规则
1-18号元素的核外电子排布

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