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电子排布式计算器

电子排布式计算器

查询全部 118 种元素的电子排布式、稀有气体简写、轨道排布图与量子数,支持离子,并标注 20 个排布特例。

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。

隐私无忧:每一个排布式都在你的浏览器中计算完成。你查询的任何内容都不会被上传到服务器。

如何查询电子排布式

1

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。

2

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。

3

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。

4

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。

H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
57-71
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
89-103
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
Nh
Fl
Mc
Lv
Ts
Og
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
特例
完整排布式
稀有气体简写
价电子 0
未成对电子 0
最后一个电子的量子数
点击元素周期表上任意元素,或使用搜索框查询其排布式
方向键在元素之间逐个切换
切换电荷选择器即可查看离子排布式(如 Fe²⁺、Cl⁻)
标有特例的元素偏离构造原理(Aufbau)——点击标记查看原因
各亚层按类型配色:spdf
所有计算均在浏览器中完成——数据不会上传到服务器
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