查询每一种元素的电子排布式
这款电子排布式工具可展示 118 种元素中任意一种的核外电子如何排布,既逐亚层写出完整排布式,也给出稀有气体简写形式。选定一种元素,立即得到它的完整排布式、轨道排布图、价电子数以及最后一个电子的量子数。
它专为化学学生、教师以及任何需要快速、准确参考的人而设计。所有排布均遵循构造原理(Aufbau)、泡利不相容原理和洪特规则,并对 20 个偏离常规填充顺序的元素加以标注和解释——让你看到真实的基态排布,而不只是课本上的预测结果。
如何查询电子排布式
选择一种元素
点击交互式元素周期表上的任意格子,在搜索框中输入名称、符号或原子序数(例如“铁”“Fe”或“26”),也可以用“上一个/下一个”按钮或左右方向键逐个切换元素。
查看结果
查看完整排布式和稀有气体简写,以及所属区(s、p、d 或 f)、价电子数、未成对电子数,还有最后一个填入电子的四个量子数。
切换到离子
使用电荷选择器在中性原子与其离子之间切换(例如 Fe²⁺ 或 Cl⁻)。电子按正确规则增减,包括过渡金属先失去 4s 电子再失去 3d 电子。
查看轨道排布图
打开轨道排布图,每个亚层显示为一行方框。上下箭头表示电子自旋,填充顺序遵循洪特规则——每个轨道先各填一个电子,然后才成对。
功能特点
交互式元素周期表
全部 118 种元素,从碱金属到锕系共九大类别按颜色区分。点击任意元素即可载入其排布式。
完整排布式
逐亚层写出的完整电子排布式,各亚层按类型配色,便于快速辨读。
稀有气体简写
用稀有气体内核(如 [Ar] 或 [Xe])替代内层电子的缩略写法。
轨道排布图
按洪特规则填充轨道的可视化图示,用上下箭头表示每个电子的自旋方向。
离子排布式
面向阳离子与阴离子的电荷选择器,按正确的电子失去与得到顺序处理。
标注 20 个特例
偏离构造原理顺序的元素带有“特例”标记;点击即可了解原因,例如 d、f 亚层半充满或全充满的稳定性。
价电子与未成对电子数
价电子数与未成对电子数,对原子和离子均可计算。
区的判定
显示该元素属于元素周期表的 s 区、p 区、d 区还是 f 区。
最后一个电子的量子数
排布式中最后一个填入电子的四个量子数(n、l、ml、ms)。
搜索与键盘切换
按名称、符号或原子序数查找元素,并用左右方向键在周期表中逐个切换。
常见问题
电子排布式怎么写?
按能量递增顺序依次填充各亚层,遵循构造原理;依据泡利不相容原理,每个轨道最多容纳两个自旋相反的电子;再按洪特规则,电子先各占一个轨道后才成对。这款工具会替你完成全部步骤——选定元素,它就写出完整排布式,例如铁为 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶。
构造原理、泡利原理和洪特规则是什么?
构造原理(Aufbau)指电子先填充能量最低的亚层。泡利不相容原理规定每个轨道最多两个自旋相反的电子。洪特规则指出,同一亚层内的电子先单独占据各个轨道,然后才成对。三者共同决定了工具所显示的基态排布,轨道排布图也直观呈现了洪特规则。
什么是稀有气体(缩略)简写?
稀有气体简写是一种缩略写法,用方括号中最邻近的前一种稀有气体符号替代内层电子。例如钠的完整排布式 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 可写成 [Ne] 3s¹,因为前十个电子与氖相同。本工具会为每种元素在完整排布式旁同时给出这种缩略形式。
如何确定离子的电子排布式?
打开电荷选择器,选择所需的离子,例如 Fe²⁺ 或 Cl⁻。阳离子时工具会失去电子,阴离子时则得到电子。关键在于,对于过渡金属阳离子,它会先失去外层 4s 电子再失去 3d 电子,因为在正离子中 3d 轨道能量低于 4s——这与真实的化学行为一致。
为什么有些元素是“特例”排布?
约有 20 种元素(包括铬和铜)偏离了构造原理预测的顺序,因为半充满或全充满的 d、f 亚层格外稳定。铬为 [Ar] 4s¹ 3d⁵ 而非 [Ar] 4s² 3d⁴,从而获得一个半充满的 d 亚层。这些元素带有“特例”标记,点击即可阅读原因。
价电子是如何计数的?
对于主族元素,价电子是处于最高主能级的电子。对于过渡金属,工具会同时计入最外层 s 电子和 (n-1)d 电子,因为这些 d 电子也参与成键。切换到离子时,价电子数会自动更新。
四个量子数分别表示什么?
它们描述一个电子的状态:n(主量子数)是电子层数;l(角量子数)是亚层类型(0 = s,1 = p,2 = d,3 = f);ml(磁量子数)是具体轨道,取值从 -l 到 +l;ms(自旋量子数)是自旋方向,+½ 或 -½。工具会给出所选排布式中最后一个填入电子的这四个量子数。
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