
电子排布式的表示方法最初是为了更准确地描述原子的微观结构。早期的电子结构示意图只能展示原子的电子层,而无法显示能级和轨道。电子排布式因此被发明出来。
在电子排布式中,能级符号前的数字代表能级所在的电子层。而能级符号后的指数则表明该能级含有多少电子。电子的排布遵循三个基本规则:“能级交错”原则、 “能量最低原理”以及“泡利不相容原理”。此外,尽管电子通常先填充4s轨道,然后才是3d轨道,但在书写时,应按照以下顺序:1s∣2s,2p∣3s,3p,3d∣4s。
举例来说,氢原子的电子排布式为1s^1,氟原子的电子排布式为1s^2∣2s^2,2p^5,硫原子的电子排布式为1s^2∣2s^2,2p^6∣3s^2,3p^4,而铬原子的电子排布式为1s^2∣2s^2,2p^6∣3s^2,3p^6,3d^5∣4s^1。需要注意的是,铬原子的实际电子排布是3d^5,4s^1,而非3d^4,4s^2,因为d轨道上的5个电子处于半充满状态,这符合洪德规则。
为了书写简便,电子排布式通常会进行简化。简化时,我们用稀有气体的电子排布来代替那些已经填满的电子层。例如,铬原子的电子排布式简化后为[Ar]3d^5∣4s^1,因为氩原子的电子排布式是1s^2∣2s^2,2p^6∣3s^2,3p^6。简化后剩下的部分代表的是价电子,它们会参与化学反应,并在元素周期表中有所标记。