元素的电子层结构与元素周期表

1.周期和能级组　周期表中的周期是按照能级组来划分的。周期表中共有7行，对应7个周期和7个能级组。一种元素所处的周期数，等于它的原子核外电子的最高能级所在的能级组数。例如19号K元素，其电子结构式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，因能级交错，增加的电子进入第四能级组的4s轨道，所以K是第四周期元素。周期表中第一周期只有两个元素，故称为特短周期；第二、第三周期各有8个元素，称为短周期；在第四、第五周期中出现新增电子填充到(n-1)d轨道上的过渡元素，各有18种元素，称为长周期；第六周期出现新增电子填充到(n-2)f轨道上的镧系元素和锕系元素，有32种元素，称为特长周期；第七周期与第六周期相似，应有32种元素，但是目前仅发现26种元素，所以称为未完周期。元素性质呈周期性变化的根本原因是每一周期所对应的能级组不同。能级组与周期的关系如表6.4所示。

表6.4　能级组与周期的关系

2.周期表中的列　价电子数相同、电子层结构相同或相近，仅主量子数不同的元素在同一列，称为族。长式周期表共有18列，其中共有7个主族、7个副族、1个Ⅷ族和1个零族。

(1)主族：也叫A族，位于周期表的第1，2，13，14，15，16和17列。主族元素的“原子实”内各亚层都是电子充满状态，很稳定，所以只有最外层的电子能参加化学反应，是价电子。主族元素最后一个电子填入ns或np轨道，其族数等于价电子总数。

(2)副族：也称B族，位于周期表的第3，4，5，6，7，11和12列。副族元素从ⅠB到ⅧB，最后一个电子多数填入(n-1)d轨道，其族数通常等于最高能级组中的电子总数。位于周期表下面的镧系元素和锕系元素，按其所在的族来讲应属于ⅢB族，因其性质的特殊性而单列。

(3)Ⅷ族：它包括了8，9和10三列元素，其最后一个电子也填在(n-1)d轨道。它们最高能级组中的电子总数是8到10。此族多数元素在化学反应中的价数不等于族数。

(4)零族元素：是稀有气体，其最外层均已填满，电子构型呈稳定结构。