周期表分区与电子排布（s/p/d/f 区）Periodic Table Blocks and Electron Configuration (s/p/d/f)

周期表为什么长这个样子？

周期表的形状有点怪：左边两列高高竖起，中间十列凹下去一截，右边六列又高起来，底下还单独挂着两行，每行 14 种元素。1.4.2 节学过周期和族，2.2.5 节学过构造原理。这一节会看到，这两件事其实是一回事：周期表的形状，就是按构造原理填电子的顺序画出来的。

每个周期从 ns 开始，到 np 结束

按构造原理，电子依次填入 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……把这个顺序在每个 ns 之前断开，就得到一个个周期：

• 每个周期从碱金属开始（第 1 周期从氢开始），最外层是 ns¹；到稀有气体结束，最外层是 ns²np⁶（氦是 1s²）。电子排布这样一轮一轮地重复，就是元素性质“周期性”的来源。
• 周期序数 = 最大能层序数period number = highest n。3d 属于第 3 能层，但按构造原理它排在 4s 之后，所以 3d 元素出现在第 4 周期。
• 一个周期有多少种元素，就看这个周期填入的各能级最多能容纳多少个电子。

五个区

按电子最后填入的能级，可以把周期表划分成几个区block。人教版课本分成五个区：

• 除 ds 区外，区的名称来自最后填入电子的能级。ds 区的 (n−1)d 已经排满，变化发生在 ns 上，所以单独成区。
• s 区和 p 区是主族元素和 0 族元素；d 区、ds 区和 f 区的元素统称过渡元素transition elements，全部是金属。
• 英文教材通常只分 s、p、d、f 四个区：第 11、12 纵列（ⅠB、ⅡB）也算 d 区；氦按电子排布 1s² 常画在 s 区，虽然它放在最右边的纵列。英文教材还用 1～18 给纵列编号：ⅦA 族是第 17 族，Ⅷ 族是第 8、9、10 族，0 族是第 18 族。

由价层电子排布判断位置

• 周期： 周期序数 = 最大能层序数 n。
• 主族（s 区、p 区）： 主族序数 = 价电子数 = ns 和 np 上的电子数之和。
• ⅢB～ⅦB 族（d 区）： 族序数 = (n−1)d 和 ns 上的电子数之和；和为 8、9、10 时是第 Ⅷ 族。
• ⅠB、ⅡB 族（ds 区）： 族序数 = ns 上的电子数。

先切换到“分区”着色，再点几个元素，看它的简化电子排布式和所在的区：

再反过来练：只给电子排布式，选出周期、族和分区，检查后看推理过程：

例题 1：铁在哪里？

铁的原子序数是 26。它在周期表中的什么位置？

例题 2：由位置写排布

某元素位于第 4 周期第 ⅦA 族。写出它的价层电子排布和简化电子排布式，它是哪种元素？

常见误区

即时小测

小结

• 按构造原理，每个周期从 ns 开始、到 np 结束；周期序数 = 最大能层序数；各周期的元素种数是 2、8、8、18、18、32、32。
• 人教版分五个区：s 区（ⅠA、ⅡA）、p 区（ⅢA～ⅦA、0 族）、d 区（ⅢB～ⅦB、Ⅷ）、ds 区（ⅠB、ⅡB）、f 区（镧系、锕系）。英文教材分 s、p、d、f 四个区，族用 1～18 编号。
• 由价层电子排布判断族：主族序数 = ns、np 电子数之和；ⅢB～ⅦB 族序数 = (n−1)d、ns 电子数之和，和为 8～10 时是第 Ⅷ 族；ⅠB、ⅡB 族序数 = ns 电子数。