教学PPT：电子组态
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第3节 原子基态的电子组态
以第三周期只有8个元 素而不是18个元素。
1s22p63s23p4 1s22p63s23p5 1s22p63s23p6
第四周期 k开始了第四个主壳层的填充，也就开始了第四周期。 特 点 : 各元素的原子都占有四个主壳层； 多出一组填充3d支壳层的10个元素； 到第36号元素氦为止填满4p支壳层。 又因为能级交错现象，4d 和4f 空着，共有18个元素。
各元素的原子都占有七个主壳层。 多出一组填充5f 支壳层的14个元素，称为锕系元素。
元素所在的周期数=填充的主壳层数。
s+p电子数( p 组元素) d+s电子数（d 组元素Go , Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ除外） 等于元素所在族数。 由此可确定元素在周期表中的位置，并写出其电子壳层 结构和基态电子组态和光谱项。
元素周期律的实质在于：随着原子序数的递增，原子核 外的电子在原子的各个能级上周期性有规律的排列，便 造成了元素的化学和物理性质的周期性变化。
第五周期
Rb开始了第五个主壳层的填充，也就开始了第五周期。
特 点 : 各元素的原子都占有五个主壳层，多出一组 填充4d支壳层的10个元素；
到氙(Z= 54)元素为止填满5p支壳层。
又因为能级交错现象，4f和5d空着，共有18个元素。
第六周期 从元素铯(Cs,Z=55) 开始了第六周期，所以 铯是第六 周期的第一个元素。
§ 7.3 原子基态的电子组态
原子处于基态时，核外电子的排布情况
第一周期
1.H 2.He
1s1 1s2
第二周期
1s
3.Li 4.Be 5.B 6.C 7.N 8.O 9.F 10.Ne
2s
2p
1s22s1
1s22s2 1s22s22p1 1s22s22p2 1s22s22p3 1s22s22p4 1s22s22p5
西门子PLC硬件组态PPT课件
可执行 的部分
插入存储器 卡后： 申请存储器 复位并拷贝 到工作存储 器
工作存储器 RAM
第4页/共39页
硬件组态和参数分配
组态分布式
在硬件组态的站窗口中分配机架、块可 I/O，可以从硬件目录中选择部件。
参数分配 启动特性、
设定组态
实际组态
建立可分配参数模块的特性，例如： 保持区等。
设定好的硬件组态和参数分配。
SIEMENS
RUN-P RUN STOP
M RES
SIMATIC S7-300
电池
SF CPU314 BAF DC 5V FRCE RUN STOP
MPI
2
存储器卡插槽
第24页/共39页
S7-400电源模块上的LED指示 灯 “INTF” -> 内部故障
“BAF” -> 电池故障 “BATT1F” -> 电池 1 电压不足或不存在 "BATT2F" -> 电池 2 电压不足或不存在 DC 5V 正常 DC 24V 正常 FMR 确认开关（故障信息复位）
第33页/共39页
建立与CPU的连接
直接连接
站1
CPU
PG
可访问的 CPU
组态的
CPU
站2
站3
（从硬件站2
来的VAT）
第34页/共39页
在STOP模式下修改输出
第35页/共39页
练习6.2：为后面的操作准备培训装置
步骤 1 2
做什么 取下接线练习中的导线。 连接数字量模板的前连接器。
结果 再次建立与传送带模型的连接。
第21页/共39页
调试检查表
•观察模板上的LED指示灯 •执行 CPU 存储器复位 •执行CPU的完全再启动 • 启动 SIMATIC 管理器 • 用监视变量功能检查输入 • 用修改变量功能检查输出
插入存储器 卡后： 申请存储器 复位并拷贝 到工作存储 器
工作存储器 RAM
第4页/共39页
硬件组态和参数分配
组态分布式
在硬件组态的站窗口中分配机架、块可 I/O，可以从硬件目录中选择部件。
参数分配 启动特性、
设定组态
实际组态
建立可分配参数模块的特性，例如： 保持区等。
设定好的硬件组态和参数分配。
SIEMENS
RUN-P RUN STOP
M RES
SIMATIC S7-300
电池
SF CPU314 BAF DC 5V FRCE RUN STOP
MPI
2
存储器卡插槽
第24页/共39页
S7-400电源模块上的LED指示 灯 “INTF” -> 内部故障
“BAF” -> 电池故障 “BATT1F” -> 电池 1 电压不足或不存在 "BATT2F" -> 电池 2 电压不足或不存在 DC 5V 正常 DC 24V 正常 FMR 确认开关（故障信息复位）
第33页/共39页
建立与CPU的连接
直接连接
站1
CPU
PG
可访问的 CPU
组态的
CPU
站2
站3
（从硬件站2
来的VAT）
第34页/共39页
在STOP模式下修改输出
第35页/共39页
练习6.2：为后面的操作准备培训装置
步骤 1 2
做什么 取下接线练习中的导线。 连接数字量模板的前连接器。
结果 再次建立与传送带模型的连接。
第21页/共39页
调试检查表
•观察模板上的LED指示灯 •执行 CPU 存储器复位 •执行CPU的完全再启动 • 启动 SIMATIC 管理器 • 用监视变量功能检查输入 • 用修改变量功能检查输出
第13章 原子的价电子组态与共价分子结构
13.2 共价单键、双键与三键
(8) 氧族元素 ns2np4，价电子数为偶数。 氧 原子只能成 2个σ键，如 H2O、OF2、Cl2O 等。 硫、硒、鍗作中心原子时，可分别形成 4个或6个σ键。
氧化数可为－Ⅱ、+Ⅱ、+Ⅳ和+Ⅵ。
如：H2S、SCl4、SF4、SF6 等。
13.2 共价单键、双键与三键
13.8 键 参 数
★ 杂化轨道的影响 杂化轨道随s成分的增加，键长减小，增加对键长和键能影响
分子
CH基 C2H6 C2H4 C2H2
杂化轨道 C－H键长/pm C－H键能/( kJ·mol－1)
≈p
112
sp3
109
sp2
108
sp
106
≈337
410 ≈427 ≈523
2 双键与叁健
当与某原子成键的原子数少于该原子的可成σ键数时，则 必出现多重键或离域π键。
例如： O原子需要成2个键，只与一个原子成键时，只能成1个σ键，
另一个便是π键了（如 O2、H2C＝O等）； C原子可成4个键，但C2H4分子中的C只与3个原子成键，故 C、C间还有1个π键，所以C2H4中有双键。 同理，N2和C2H2中有三键。 在CO中，C、O间能成 3 [＝(4＋2)/2] 个键； 对NO，N、O间可成2.5 [＝(3＋2)/2]个键（σ＋π＋π23）
⑥ 成键电子或孤对电子间要尽可能相互远离，使斥力最小
13.2
共价单键、双键与三键
13.2 共价单键、双键与三键
1 共价单键
H：1s1，只能 形成 1 个σ键； He：1s2，不能成He2，可成He2+ 第二周期元素原子共有4个价轨道，最多可成 4 个键。 (1) Be 2s2 → 2s12p1，可成 2 个键，如BeH2 、BeCl2 Be为sp等性杂化，夹角180o 。 成4个键的情况
组态软件讲座PPT课件
20
思考？
通过置“1”和置“0”只能控制开关型变量 的动作，那么对于一个数字量型的输出信号， 通过组态软件如何来控制？？
实例：如何通过一个调节阀来控制储水 池的液位，同时显示液位数值！
见练习题1
21
二、利用外部输入控制电机的运行，组态软件监控电机的状态 及按钮状态。
利用PLC的输入端分别做启动信号和停止信号，触发其输入端就可 将信号引入到PLC内部，然后通过通道连接，将PLC各个触点的状态传 送到上位机去。
16
实时数据库
实时数据库 数据库中应包含工程中所有的状态，同时为了运算方便，也可以添
加一些中间变量！
17
四、制作画面
18
五、数据连接
同一种动作方式，根据使用不同的数据连接以 及不同的控制方式。
下面，为了强化组态软件的控制方式，我们采 用三种方式来控制。
一、利用组态画面直接控制电机的启动停止；电机的运行可 以通过界面来监视。
12
案例实战一：
要求：有一台OMRON型C200H系列PLC 控制的电动机要断续运行，运行和停车时间可 显示，运行时间要求在上位机可调整；同时在 上位机上还可以直接控制一台水泵运行。
13
一、设计分析:
（一）系统构成
输入
运行时间 停止时间 启动按钮 停止按钮
输出
运行时间显示 停止时间显示 电动机运行
组态软件讲座
1
整体概况
+ 概况1
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概况2
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概况3
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2
什么是组态软件
思考？
通过置“1”和置“0”只能控制开关型变量 的动作，那么对于一个数字量型的输出信号， 通过组态软件如何来控制？？
实例：如何通过一个调节阀来控制储水 池的液位，同时显示液位数值！
见练习题1
21
二、利用外部输入控制电机的运行，组态软件监控电机的状态 及按钮状态。
利用PLC的输入端分别做启动信号和停止信号，触发其输入端就可 将信号引入到PLC内部，然后通过通道连接，将PLC各个触点的状态传 送到上位机去。
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实时数据库
实时数据库 数据库中应包含工程中所有的状态，同时为了运算方便，也可以添
加一些中间变量！
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四、制作画面
18
五、数据连接
同一种动作方式，根据使用不同的数据连接以 及不同的控制方式。
下面，为了强化组态软件的控制方式，我们采 用三种方式来控制。
一、利用组态画面直接控制电机的启动停止；电机的运行可 以通过界面来监视。
12
案例实战一：
要求：有一台OMRON型C200H系列PLC 控制的电动机要断续运行，运行和停车时间可 显示，运行时间要求在上位机可调整；同时在 上位机上还可以直接控制一台水泵运行。
13
一、设计分析:
（一）系统构成
输入
运行时间 停止时间 启动按钮 停止按钮
输出
运行时间显示 停止时间显示 电动机运行
组态软件讲座
1
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2
什么是组态软件
原子物理课件 第2节 具有两个价电子的原子态
它们耦合的总角动量的大小由量子数L表示为：
PL L(L 1)
其量子数L取值限定为：
L l1 l2 , l1 l2 1, , l1 l2
l1>l2 时，共有2l2+1 个数值。 对于两个电子，就有几个可能的轨道角动量
（3）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合
PJ J (J 1) , J L S L S
1F3
如图。轨道角动量的相互作用
3 P0
又使得P、D、F能级再分开。
3 P1
pd
某些情况下G2比G1强，这时
3 P2
3D3
3D2
单一能级和三重能级交错在
三重态
3D1
一起。较弱的G3和G4又使不 同J的能级又稍分开一些。
3 F4
3 F3
3 F2
洪特（F.Hund)定则：从同一电子组态形成的能级中 （1）重数较高的（S较大）能级位置较低； （2）重数相同的（S相同）能级中，L最大的位置最低。
当L>S时，每一对 L 和 S 共有 2S+1个 J 值; 当L<S时，每一对 L 和 S 共有 2L+1个 J 值.
由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零 的L值，J值有两组：
一组是当S=0时，J=L 一组是当S=1时，J=L+1，L，L-1
例1：设在一个f 电子和一个d 电子，求 pl1 , pl2 , PL 解： l1 3, l2 2
三个能级的间隔之比为1：2，
3D1,2的,3 间隔之比为2：3。
注意：氦和镁的能级结构中，3S1实际上是单层，这是由于 J = L+S, …，|L-S|，而L=0，所以J只有一个值。
例题3 铍4Be基态电子组态： 1s22s2 形成1S0 激发态电子组态： 2s3p形成 1P1 ，3P2，1，0
PL L(L 1)
其量子数L取值限定为：
L l1 l2 , l1 l2 1, , l1 l2
l1>l2 时，共有2l2+1 个数值。 对于两个电子，就有几个可能的轨道角动量
（3）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合
PJ J (J 1) , J L S L S
1F3
如图。轨道角动量的相互作用
3 P0
又使得P、D、F能级再分开。
3 P1
pd
某些情况下G2比G1强，这时
3 P2
3D3
3D2
单一能级和三重能级交错在
三重态
3D1
一起。较弱的G3和G4又使不 同J的能级又稍分开一些。
3 F4
3 F3
3 F2
洪特（F.Hund)定则：从同一电子组态形成的能级中 （1）重数较高的（S较大）能级位置较低； （2）重数相同的（S相同）能级中，L最大的位置最低。
当L>S时，每一对 L 和 S 共有 2S+1个 J 值; 当L<S时，每一对 L 和 S 共有 2L+1个 J 值.
由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零 的L值，J值有两组：
一组是当S=0时，J=L 一组是当S=1时，J=L+1，L，L-1
例1：设在一个f 电子和一个d 电子，求 pl1 , pl2 , PL 解： l1 3, l2 2
三个能级的间隔之比为1：2，
3D1,2的,3 间隔之比为2：3。
注意：氦和镁的能级结构中，3S1实际上是单层，这是由于 J = L+S, …，|L-S|，而L=0，所以J只有一个值。
例题3 铍4Be基态电子组态： 1s22s2 形成1S0 激发态电子组态： 2s3p形成 1P1 ，3P2，1，0
组态软件基础知识ppt课件
8、将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规 定动画属性和幅度。
9、视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后 ，还需加上安全权限设置。
10、对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修 改。
11、将全部内容调试完成以后，对上位软件进行最后完善（如：加上 开机自动打开监控画面，禁止从监控画面推出等），让系统投入正 式（或试）运行。
4
组态软件的系统构成
二、以成员构成划分
组态软件因为其功能强大，而每个功能相对来说又具有一定的独立性， 因此其组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成。其中必备的典 型组件包括： 1、应用程序管理器 2、图形界面开发程序 3、图形界面运行程序 4、实时数据库系统组态程序 5、实时数据库系统运行程序 6、I/O驱动程序 7、扩展可选组件
2
概述
2、组态软件特点与功能
一般来说，组态软件是数据采集监控系统SCADA(Supervisory
Control and Data Acquisition)的软件平台工具，是工业应用软件的组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据
3、当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大 规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所 需的数
据，这些需求并未完全形成。
6
组态软件现状和使用组态软件步骤
使用组态软件的一般步骤
1、将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC 上组态时使用。
组态软件基础知识
概述 组态软件的系统构成 组态软件现状和使用组态软件步骤 组态软件发展趋势
1
概述
9、视用户需求，制作历史趋势，报警显示，以及开发报表系统。之后 ，还需加上安全权限设置。
10、对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对软件进行相应修 改。
11、将全部内容调试完成以后，对上位软件进行最后完善（如：加上 开机自动打开监控画面，禁止从监控画面推出等），让系统投入正 式（或试）运行。
4
组态软件的系统构成
二、以成员构成划分
组态软件因为其功能强大，而每个功能相对来说又具有一定的独立性， 因此其组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成。其中必备的典 型组件包括： 1、应用程序管理器 2、图形界面开发程序 3、图形界面运行程序 4、实时数据库系统组态程序 5、实时数据库系统运行程序 6、I/O驱动程序 7、扩展可选组件
2
概述
2、组态软件特点与功能
一般来说，组态软件是数据采集监控系统SCADA(Supervisory
Control and Data Acquisition)的软件平台工具，是工业应用软件的组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据
3、当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大 规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所 需的数
据，这些需求并未完全形成。
6
组态软件现状和使用组态软件步骤
使用组态软件的一般步骤
1、将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC 上组态时使用。
组态软件基础知识
概述 组态软件的系统构成 组态软件现状和使用组态软件步骤 组态软件发展趋势
1
概述
组态的课件
组态软件能够汇聚各类物 联网数据，进行数据挖掘 和分析，为业务决策提供 支持。
智能决策与预测
组态软件能够根据物联网 数据，进行智能决策和预 测，如智能物流、智能农 业等。
智能交通
交通信号控制
组态软件能够实现智能交通信号 控制，根据实时交通流量调整信 号灯时长，提高道路通行效率。
车辆调度与管理
组态软件能够实现车辆调度与管 理的智能化，包括车辆定位、路
组态课件
CATALOGUE
目 录
• 组态软件概述 • 组态软件的构成 • 组态软件的编程语言 • 组态软件的应用领域 • 组态软件的未来发展 • 组态软件案例分析
01
CATALOGUE
组态软件概述
定义与特点
定义
图形化界面
灵活性
实时性
安全性
组态软件是一种用于监 控、控制和数据采集的 软件平台，通过图形化 界面进行系统设计和配 置，实现自动化控制和 数据处理。
常见的脚本语言包括Python、JavaScript等。
图形化编程语言
图形化编程语言是一种以图形 界面为基础的编程方式，通过 拖拽组件和连线来构建程序。
图形化编程语言通常具有直观 、易于理解的特点，适合初学 者快速入门。
常见的图形化编程语言包括 LabVIEW、Simulink等。
数据库编程语言
核心部分 ，它负责在实时操作系统上运行 组态画面和控制逻辑，实现自动 化控制和监控功能。
02
运行环境通常包括实时数据库、 通信驱动程序、数据处理模块等 ，用户可以通过运行环境对现场 设备进行实时监控和控制。
组态库
组态库是组态软件中存储组态画面和脚本程序的地方，它提 供了丰富的库函数和工具，使用户能够方便地管理和维护组 态画面和脚本程序。
智能决策与预测
组态软件能够根据物联网 数据，进行智能决策和预 测，如智能物流、智能农 业等。
智能交通
交通信号控制
组态软件能够实现智能交通信号 控制，根据实时交通流量调整信 号灯时长，提高道路通行效率。
车辆调度与管理
组态软件能够实现车辆调度与管 理的智能化，包括车辆定位、路
组态课件
CATALOGUE
目 录
• 组态软件概述 • 组态软件的构成 • 组态软件的编程语言 • 组态软件的应用领域 • 组态软件的未来发展 • 组态软件案例分析
01
CATALOGUE
组态软件概述
定义与特点
定义
图形化界面
灵活性
实时性
安全性
组态软件是一种用于监 控、控制和数据采集的 软件平台，通过图形化 界面进行系统设计和配 置，实现自动化控制和 数据处理。
常见的脚本语言包括Python、JavaScript等。
图形化编程语言
图形化编程语言是一种以图形 界面为基础的编程方式，通过 拖拽组件和连线来构建程序。
图形化编程语言通常具有直观 、易于理解的特点，适合初学 者快速入门。
常见的图形化编程语言包括 LabVIEW、Simulink等。
数据库编程语言
核心部分 ，它负责在实时操作系统上运行 组态画面和控制逻辑，实现自动 化控制和监控功能。
02
运行环境通常包括实时数据库、 通信驱动程序、数据处理模块等 ，用户可以通过运行环境对现场 设备进行实时监控和控制。
组态库
组态库是组态软件中存储组态画面和脚本程序的地方，它提 供了丰富的库函数和工具，使用户能够方便地管理和维护组 态画面和脚本程序。
电子组态和原子态
第二辅线系： ~ 21P1 n1S0 n 3 基线系：~ 31D2 n1F3 n 4
2．三层能级之间的跃迁产生一组复杂结构的谱线
主线系： ~ 23S1 n3P0,1,2 三个成份 n 2
~ 23P0 n3D1
第一辅线系 ~ 23P1 n3D1,2
~ 23P2 n3D1,2,3
五、He原子能级的形成
1． L-S耦合使能级分为两套： s 1,0
2．L-S耦合的辐射跃迁选择定则：
S = 0 L = ±1
J = 0,±1 (J = 0 → J′= 0除外）
3．J-J耦合的辐射 跃迁选择定则：
j 0,1 J 0,1
J = 0,±1 (J = 0 → J′= 0除外）
当 l1l2 时， 共 2l2 1 个
当 l1l2 时， 共 2l1
j l s
j( j 1) h
2
l s 1 、、、 l s
当 j < s 时， 共 2 j +1 个 当 s < j 时， 共 2s +1 个
例 原子中有两个电子，当它们处于3p4d态时，原子
六个成份
n3
第二辅线系： ~ 23P0,1,2 n3S1 三个成份 n 3
~ 33D1 n3F2
基线系： ~ 32D2 n3F2,3
~ 33D3 n3F2,3,4
六个成份
n4
3．两套能级之间不产生跃迁
§5.2 角动量耦合和对He光谱的解释
一、电子组态构成不同原子态
二、L-S耦合
S S1 S2
L L1 L2
S1
s1(s1
1)
h
2
S s(s 1) h
2．三层能级之间的跃迁产生一组复杂结构的谱线
主线系： ~ 23S1 n3P0,1,2 三个成份 n 2
~ 23P0 n3D1
第一辅线系 ~ 23P1 n3D1,2
~ 23P2 n3D1,2,3
五、He原子能级的形成
1． L-S耦合使能级分为两套： s 1,0
2．L-S耦合的辐射跃迁选择定则：
S = 0 L = ±1
J = 0,±1 (J = 0 → J′= 0除外）
3．J-J耦合的辐射 跃迁选择定则：
j 0,1 J 0,1
J = 0,±1 (J = 0 → J′= 0除外）
当 l1l2 时， 共 2l2 1 个
当 l1l2 时， 共 2l1
j l s
j( j 1) h
2
l s 1 、、、 l s
当 j < s 时， 共 2 j +1 个 当 s < j 时， 共 2s +1 个
例 原子中有两个电子，当它们处于3p4d态时，原子
六个成份
n3
第二辅线系： ~ 23P0,1,2 n3S1 三个成份 n 3
~ 33D1 n3F2
基线系： ~ 32D2 n3F2,3
~ 33D3 n3F2,3,4
六个成份
n4
3．两套能级之间不产生跃迁
§5.2 角动量耦合和对He光谱的解释
一、电子组态构成不同原子态
二、L-S耦合
S S1 S2
L L1 L2
S1
s1(s1
1)
h
2
S s(s 1) h
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2
2
1-4
电子组态
包立不兼容原理
1925 年，奥地利科学家包立（W. Pauli）提出 不兼容原理： 在同一个原子中，任两个电子不会有完全相同的 四个量子数。
以原子序 2 的氦为例：
若电子组态违反包立不兼容原理，则不存在。两
个电子均填入 1s 轨域。
1-4
电子组态
一个轨域中含有两个电子时，此两个电子称为
注2：所以铜原子的电子组态为[Ar] 3d104s1
1-4
电子组态
依副壳层分类的周期表
d区s与区与f 区p区：：过主渡族元元素素与钝气
1-4
电子组态
常见主族元素阴、阳离子的电子组态
主族元素的离子的电子组态，一般为邻近钝气的
电子组态，
常见主族元素阴、阳离子的电子组态如表：
1-4
电子组态
过渡元素阳离子的电子组态
？
1-4
电子组态
洪德定则
1925 年，德国科学家洪德（F. H. Hund）提出洪 德定则： 原子中同一副壳层的轨域，含有最多相同自旋方 向的电子时，其能量最低。
电子组态若违反洪德定则，则为激发态。
？
2p 轨域的 2 个电子皆为不成对电子，其 自旋方向相同。
1-4
电子组态
7N： 氮的电子组态为 1s22s22p3 。
成对电子 。
若只有一个电子时，此电子称为 不成对电子 。
以 3Li 为例： 锂的电子组态为 1s22s1 。
图示：
成对不电成子对电子
1-4
电子组态
4Be： 铍的电子组态为 1s22s2 。
图示：
5B： 硼的电子组态为
图示：
1s22s22p1 。
6C： 碳的电子组态为
图示：
1s22s22p2 。
不兼容原理：
在同一个原子中，任两个电子不会有完全相同的四
个量子数。
以原子序 2 的氦为例：
其两个电子均填入 1s 轨域。
在 1s 轨域的两个电子之主量子数 n、角量子数
与磁量子数 m 依序皆为 1、0、0。
但自旋量子数不同，四个量子数 n、、m 与 ms分
别为（1、 0、 0、 + 1 ）与（ 1、 0、 0、 －1 ）。
1-4
电子组态
递建原理
电子先填入能量较低的轨域，再依序填入能量 较高的轨域。
此规则称为递建原理。 通常电子组态若违反递建原理则为 激发 态。 多电子原子之轨域能量其顺序如下：
1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p ＜5s＜4d＜5p ……
1-4
电子组态
包立不兼容原理
1925 年，奥地利科学家包立（W. Pauli）提出
过渡元素皆为金属，反应时容易失去外层电子而
形成阳离子。
例如：铁原子 Fe 的电子组态)离子 Fe2+，其电
子组态为 [Ar] 3d6。
常见过渡元素阳离子的电子组态如表：
范例 1-8
下列离子，何者含有不成对电子？ (A) Cl－ (B) Na＋ (C) Zn2＋ (D) Ni2＋ (E) Sc3＋
（electron configuration）
一般指最稳定之基态原子的电子排列方式。
以原子序 1 的氢原子为例：
基态氢原子在 1s 轨域 有一个电子，因此氢 原子的电子组态可表 示为 1s1 。
1-4
电子组态
原子中，电子在能阶中分布的表示法称为： 电子组态 。
（electron configuration）
解答 (1) 6C：1s22s22px12py1
(2) 8O：1s22s22px22py12pz1 (3) 11Na：1s22s22p63s1 (4) 15P：1s22s22p63s23px13py13pz1
选修化学(上)
28
学习成果评量
2.下列各电子组态：
甲：1s22p1
乙：1s22s22p1
丙：1s22s22px22py1
1-4 电子组态
1
1-4
电子组态
学习目标： 了解 递建原理 包立不兼容原理 洪德定则 电子组态
1-4
电子组态
轨域有如电子在原子内居住的地方， 而量子数则如同其地址的街道巷弄之编 号。
本节将探讨原子中，电子在各轨域的 分布情形。
1-4
电子组态
原子中，电子在能阶中分布的表示法称为： 电子组态 。
图示：
8O： 氧的电子组态为 1s22s22p4 。
图示：
1-4
电子组态
9F： 氟的电子组态为
图示：
1s22s22p5 。
10Ne： 氖的电子组态为
图示：
1s22s22p6 。
范例 1-7
下列基态中性原子，何者具有最多不成对电子？ (A) B (B) C (C) N (D) O (E) F
解答
(1) 20Ca：[Ar] 4s2 → 20Ca2+：[Ne] 3s23p6 (2) 27Co：[Ar] 3d74s2 → 27Co2+：[Ar] 3d7 (3) 29Cu：[Ar] 3d104s1 → 29Cu+：[Ar] 3d10 (4) 9F：[He] 2s22p5 → 9F－：[He] 2s22p6
丁：1s22s22p62d5
戊：1s22s22px12py12pz1 己：1s22s32p5
(1) 何者为基态的电子组态？ (1) 乙、戊
(2) 何者为错误写法？
(2) 丁、己
(3) 何者为激发态的电子组态？ (3) 甲、丙
选修化学(上)
29
学习成果评量
3.试写出下列阳离子与阴离子的电子组态： (1) Ca2＋ (2) Co2＋ (3) Cu+ (4) F－
价轨域
1-4
元素 符号
电子组态
第3周期元素的电子组态
电子组态
简化表示法 价电子轨域图
11Na 1s22s22p63s1
[Ne] 3s1
12Mg 1s22s22p63s2
[Ne] 3s2
13Al 1s22s22p63s23p1 [Ne] 3s23p1
14Si 1s22s22p63s23p2 [Ne] 3s23p2
选修化学(上)
26
练习题 1-8
下列何种元素的 3d 轨域全填满？ (多重选择题) (A) Cu (B) Ar (C) Cr (D) Zn (E) Kr
选修化学(上)
27
学习成果评量
1.请写出下列各元素原子的基态电子组态： （需能表示洪德定则的概念） (1) 6C (2) 8O (3) 11Na (4) 15P
选修化学(上)
15
练习题 1-7
下列何者不符合递建原理？
选修化学(上)
16
1-4
电子组态
第3周期元素的电子组态
11Na： 钠的电子组态为 1s22s22p63s1 。
为了方便书写，通常将内层核心电子组态以 钝气简化表示：
1s22s22p6 ⇒ [Ne]
价电子
钠的简化电子组态表示法为 [Ne]3s1 。
因此其价电子数依次为 3、4、5、6、7 与 8。
1-4
电子组态
第4周期元素的电子组态
注2 注1
1-4
电子组态
第4周期元素的电子组态
铬原子与铜原子的电子组态依递建原理，依序应 为 [Ar] 3d44s2 与 [Ar] 3d94s2。
因为 3d5 半填满与 3d10 全填满时能量较低。 注1：所以铬原子的电子组态为[Ar] 3d54s1
一般指最稳定之基态原子的电子排列方式。
以原子序 1 的氢原子为例：
电子组态亦可用轨域图表示。
1-4
电子组态
多电子原子的电子组态，遵守三个原则： 一、递建原理（aufbau principle） 二、包立不兼容原理（Pauli exclusion principle） 三、洪德定则（Hund’s rule）
1-4
元素 符号
电子组态
第3周期元素的电子组态
电子组态
简化表示法 价电子轨域图
15P 1s22s22p63s23p3 [Ne] 3s23p3
16S 1s22s22p63s23p4 [Ne] 3s23p4
17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne] 3s23p5
18Ar 1s22s22p63s23p6 [Ne] 3s23p6
选修化学(上)
30
1-4
电子组态
第4周期元素的电子组态
原子序 19 到 36 之原子， 其价电子先填入 4s 后，才依序填入 3d 与 4p 轨 域。
内层核心电子组态与 Ar 相同：
1s22s22p6 3s23p6 ⇒ [Ar]
镓 Ga、锗 Ge、砷 As、硒 Se、溴 Br、氪 Kr 的 3d 轨域中均已填满，不参与化学键结，所以 价轨域为 4s 与 4p 轨域。