最外層電子數

最外層電子數是決定元素化學性質的重要依據。

基本介紹

• 中文名：最外層電子數
• 外文名：number of valence electrons
• 作用：決定元素化學性質
• 理論依據：族數=最外層電子數
• 常規狀態：原子電子層最外層電子為4時

研究目的

理論依據

如果是主族元素，則族數=最外層電子數（He除外）

最外層電子數少於(或等於)3個，如鹼金屬、鹼土金屬元素，容易失去最外層電子，達到最外層8個電子的穩定結構，使得它有很強金屬性與還原性。但是這對副族元素不適用，如金，銀最外層都是1個電子，汞最外層則是2個電子，但是都很不活潑 。

最外層電子數多於(或等於)5個，如鹵族、氧族元素，容易得到電子達到最外層8個電子的穩定結構，使得它有很強非金屬性與氧化性。

常規狀態

當原子電子層最外層電子為4時，如碳族，既易失去最外層電子，又易得到電子，所以與別的原子以共價鍵化合。

當原子電子層最外層電子為8時，如稀有氣體，已經達到穩定結構，所以幾乎不與別的元素化合。

外層電子數規律

基本規律

當核外電子層數為n時， 這個電子層電子數最多為2n^2個，但整個原子最外層不超過8，次外層不超過18，倒數第三層不超過32。

最外層電子數相等的元素原子，電子層數越多，原子半徑越大

最外層電子數等於或大於3（小於8）的元素一定是主族元素。

最外層電子數比次外層電子數多的元素一定位於第二周期。

最外層電子數相同時核電荷數越多，金屬性越強。

原因

由於能級交錯的原因，End>E(n+1)s。當ns和np充滿時(共4個軌道，最多容納8個電子)，多餘電子不是填入nd，而是首先形成新電子層，填入(n+1)s軌道中，因此最外層電子數不可能超過8個。

同理可以解釋為什麼次外層電子數不超過18個。若最外層是第n層，次外層就是第(n－1)層。由於E(n-1)f>E(n+1)s>Enp，在第(n+1)層出現前，次外層只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有電子，這三個亞層共有9個軌道，最多可容納18個電子，因此次外層電子數不超過18個。例如，原子最外層是第五層，次外層就是第四層，由於E4f>E6s>E5p，當第六層出現之前，次外層(第四層)只有在4s、4p和4d軌道上有電子，這三個亞層共有9個軌道，最多可容納18個電子，也就是次外層不超過18個電子。