理論解釋太復(fù)雜.簡(jiǎn)單的說吧.
電子層其實(shí)有很多的亞層,我們叫s（最多2個(gè)電子）,p（最多6個(gè)）,d（10個(gè)）,f（14個(gè)）,每一個(gè)亞層的能量都是不同的.排布順序?yàn)椋?s、2s、2p、3s、3p、4s、 3d、4p……
電子在排布的時(shí)候,就是按照能量由低到高的順序排布.
那么,就要先排到4s層上,排滿了以后才會(huì)排到3d上.這樣的排布方式,保證了,最外層的數(shù)量.
另一種解釋是：洪特規(guī)則前提：對(duì)于基態(tài)原子來說,在能量相等的軌道上,自旋平行的電子數(shù)目最多時(shí),原子的能量最低.所以在能量相等的軌道上,電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道.例如碳原子核外有6個(gè)電子,按能量最低原理和泡利不相容原理,首先有2個(gè)電子排布到第一層的1s軌道中,另外2個(gè)電子填入第二層的2s軌道中,剩余2個(gè)電子排布在2個(gè)p軌道上,具有相同的自旋方向,而不是兩個(gè)電子集中在一個(gè)p軌道,自旋方向相反.作為洪特規(guī)則的補(bǔ)充,能量相等的軌道全充滿、半克滿或全空的狀態(tài)比較穩(wěn)定.
根據(jù)以上原則,電子在原子軌道中填充排布的順序?yàn)?s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d….
下面我們運(yùn)用核外電子排布的三原則來討論核外電子排布的幾個(gè)實(shí)例.
氮(N)原子核外有7個(gè)電子,根據(jù)能量最低原理和保里不相容原理,首先有2個(gè)電子排布到第一層的1s軌道中,又有2個(gè)電子排布到第二層的2s軌道中.按照洪特規(guī)則,余下的3個(gè)電子將以相同的自旋方式分別排布到3個(gè)方向不同但能量相同的2p軌道中.氮原子的電子排布式為1s2 2s2 2p3.這種用量子數(shù)n和l表示的電子排布方式,叫做電子構(gòu)型或電子組態(tài),右上角的數(shù)字是軌道中的電子數(shù)目.也可以用下式比較形象地表明這些電子的磁量子數(shù)和自旋量子數(shù)：
電子的磁量子數(shù)和自旋量子數(shù)
氖(Ne)原子核外有10個(gè)電子,根據(jù)電子排布三原則,第一電子層中有2個(gè)電子排布到1s軌道上,第二層中有8個(gè)電子,其中2個(gè)排布到2s軌道上,6個(gè)排布到2p軌道上.因此氛的原子結(jié)構(gòu)可以用電子構(gòu)型表示為1s2 2s2 2p6.這種最外電子層為8電子的結(jié)構(gòu),通常是一種比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),稱為稀有氣體結(jié)構(gòu).
鈉(Na)原子核外共有11個(gè)電子,按照電子排布順序,最后一個(gè)電子應(yīng)填充到第三電子層上,它的電子構(gòu)型為1s2 2s2 2p6 3s1.為了避免電子結(jié)構(gòu)式書寫過繁,也可以把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫成“原子實(shí)”,以稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)來表示,例如鈉原子的電子構(gòu)型也可以表示為〔Ne〕3s1
鉀(K)原子核外共有19個(gè)電子,由于3p和4s軌道能級(jí)交錯(cuò),第19個(gè)電子填入4s軌道而不填入3p軌道,它的電子構(gòu)型為1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1或〔Ar〕4s1.同理20號(hào)元素鈣(Ca)的第19,20個(gè)電子也填入4s軌道,鈣原子的電子構(gòu)型為〔Ar〕4s2.
鉻(Cr)原子核外有24個(gè)電子,最高能級(jí)組中有6個(gè)電子.鉻的電子構(gòu)型為〔Ar〕3d5 4s1,而不是〔Ar〕3d4 4s2.這是因?yàn)?d5的半充滿結(jié)構(gòu)是一種能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu).
洪特規(guī)則之一
洪特規(guī)則是在等價(jià)軌道（指相同電子層、電子亞層上的各個(gè)軌道）上排布的電子將盡可能分占不同的軌道,且自旋方向相同.后來經(jīng)量子力學(xué)證明,電子這樣排布可能使能量最低,所以洪特規(guī)則也可以包括在能量最低原理中.
洪特規(guī)則之二
洪特規(guī)則 又稱等價(jià)軌道規(guī)則.在同一個(gè)電子亞層中排布的電子,總是盡先占據(jù)不同的軌道,且自旋方向相同.如氮原子中的3個(gè)p電子分布于3個(gè)p軌道上并取向相同的自旋方向.p軌道上有3個(gè)電子、d軌道上有5個(gè)電子、f軌道上有7個(gè)電子時(shí),都是半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu).另外量子力學(xué)的研究表明；等價(jià)軌道全空(p0、d0、f0)和全滿時(shí)(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu),也具有較低能量和較大的穩(wěn)定性.像鐵離子Fe3+(3d5)和亞鐵離子Fe2+(3d6)對(duì)比看,從3d6→3d5才穩(wěn)定,這和亞鐵離子不穩(wěn)定易被氧化的事實(shí)相符合.根據(jù)洪特規(guī)則鉻的電子排布式應(yīng)為1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1.