化學原理啟迪332
1. 下圖是元素週期表中所有元素預備要填滿的軌域與價電子組態：
2. 從元素週期表，我們注意到以下幾個重點：
1. 能階(n+1) 的s 軌域經常比能階n 的d 軌域先填滿。舉例來說，銣和鍶的5s 軌域比同一週期下一行的過渡元素(釔到鎘)的4d 軌域還要早填滿。
2. 元素鑭La的電子組態是[Xe]6s25d1，元素鑭之後的14元素稱為鑭系元素lanthanide series，或lanthanides；這系列元素將逐漸填滿7個4f 軌域。特別留意，鑭系元素中有些元素填入的電子是先佔據5d 軌域，而不是4f 軌域；會發生這樣的現象主因是4f 和5d 軌域的能量非常類似。
3. 元素錒Ac的電子組態是[Rn] 7s26d1，元素錒之後的14個元素稱為錒系元素actinide series，或actinides；這系列元素將逐漸填滿7個5f 軌域。特別留意，錒系元素中有些元素填入的電子是先佔據6d 軌域，而不是5f 軌域；會發生這樣的現象主因是5f和4d軌域的能量非常類似。
4. 元素族群1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A的數字指出這個族群元素的價電子數。舉例來說，5A族元素的電子組態都是ns2np3。過渡元素的名稱沒有像A族元素那樣意義清楚。
5. 元素族群1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A常稱為主族元素main-group或典型元素representative elements。主族元素中，同一個族群的元素，它的最外層電子組態一樣。（能階不一樣，但是最外層電子填入的軌域類型一樣）
Beethoven: Piano Concerto No. 2, Mvmt. 3
3. 在1985年國際純粹與應用化學聯合會決議使用新版本的元素週期表，新版的元素週期表上，每個族群用數字指出逐一填入 s、 p 和 d 軌域的電子數。
4. 量子力學模型可用來解釋元素週期表中元素排列的順序。量子力學模型也讓我們瞭解，某一個特定族群的元素成員展現出類似的化學性質，是因為它們的價電組態一樣。
5. 在元素週期表，同一個族群的元素位於同一行，同一族群的元素由上到下只有主量子數改變，電子組態不變。
6. 對學化學的人來說，具備指出每一個主族元素的電子組態的能力十分重要。使用元素週期表就可以輕易做到這件事。如果你知道週期表組織元素的規則，就不需要死記電子填入的順序。
7. 要預測過渡元素（3d、4d 和5d 軌域元素）、鑭系元素（4f 軌域元素）和錒系元素（5f 軌域元素）的電子組態比較難一些，因為它們有很多例外，尤其是第一列的3d 軌域過渡元素。
8. 你應該記住鉻Cr和銅Cu的電子組態，它們的電子組態在第一列過渡元素中是個例外。鉻Cr的電子組態是[Ar]4s13d5，銅Cu的電子組態是[Ar]4s13d10。
9. 【例題】利用元素週期表，寫出硫S、鎘Cd、鉿Hf 和鐳Ra 的電子組態。
【解題】硫S原子序16，位於元素週期表第三列/第三週期中的3p 軌域區域。因為硫是3p軌域區域的第4顆元素，所以它有4顆電子填入3p 軌域。因此硫的電子組態：
硫S：1s22s22p63s23p4 或 [Ne]3s23p4
鎘Cd 的原子序是48，位於元素週期表第五列/第五週期的4d 軌域過渡元素區的最後一個。鎘在過渡元素的排名是第十個元素，因此它有10個電子填入4d 軌域（此外，還有2個電子在5s 軌域）。所以鎘的電子組態是：
鎘Cd：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10
或[Kr]5s24d10
鉿Hf的原子序是72，位於元素週期表第六列/第六週期，它是鑭系元素的下一個元素，因此鉿的4f軌域已經填滿。鉿5d過渡元素的第二個元素，因此它有2顆電子填入5d軌域：
鉿Hf：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d2
或[Xe] 6s24f145d2
鐳Ra 的原子序是88，位於元素週期表的第七列/第七週期，屬於2A族，因此有2顆電子填入7s 軌域，其電子組態是：
鐳Ra：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106 p67s2
或[Rn] 7s2
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》 ；圖片來源／chemwiki.ucdavis.edu、Gohs1.tvusd.k12.ca.us、Nukematters.wordpress.com
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