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第一章 原子結構與性質
第一節 原子結構 課時4
1.認識基態原子中核外電子的排布遵循泡利原理、洪特規則、能量最低原理。
2.能寫出1~36號元素的基態原子的軌道表示式，初步學會運用模型解決實際問題。
能層 ··· n ···
能級 ··· ns np nd nf ··· …
原子軌道數 ··· 1 3 5 7 ··· ···
最多電子數 ··· 1×2 3×2 5×2 7×2 ··· …
為什么一個原子軌道里能容納2個電子呢？
基態原子的核外電子排布原則
1.電子自旋與泡利原理
1925年，兩個荷蘭年輕人提出：電子除了空間運動狀態外，還有一種狀態叫做自旋。
（1）自旋：是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質量一樣的內在屬性。電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭（↓和↑）表示自旋相反的電子。
（2）泡利原理：1925年，泡利正式提出，在一個原子軌道里，最多只能容納兩個電子，它們自旋相反，這個原理被稱為泡利原理，也稱為泡利不相容原理。
如2s2的電子排布圖為 ,不能表示為
2.電子排布的軌道表示式
（1）軌道表示式（又稱電子排布圖）：表示電子排布的一種圖式，如氫和氧的基態原子的軌道表示式如下：
H
1s
O
1s
2s
2p
注意：在軌道表示式中，用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連，箭頭表示一種自旋狀態的電子，“ ”稱為電子對，“ ”或“ ”稱為單電子（或稱未成對電子）。箭頭同向的單電子稱自旋平行，如基態氧原子有2個自旋平行的2p電子。通常應在方框下方或上方標記能級符號。有時畫出的能級上下錯落，以表達能量高低不同。
同一個原子軌道中，自旋方向相反的一對電子
一個原子軌道中只有一個電子，即未成對電子
例:鋁原子核外電子排布式
3.洪特規則
1925年，洪特在詮釋復雜原子光譜時，得出了判斷基態原子光譜項三條經驗規則，后人歸并簡化為一條：基態原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行，稱為“洪特規則”。
例 ：1s2 2s22p2
√
【思考1】畫出氧的基態原子最外層軌道表示式。如果不考慮洪特規則，又認定3個2p軌道有區別，可畫出怎樣的軌道表示式？
若遵循洪特規則，且不區分3個2p軌道，只需畫出軌道表示式：
注意：①洪特規則不僅適用于基態原子，也適用于基態離子。
②洪特規則是針對電子填入簡并軌道而言的，并不適用于電子填入能量不同的軌道。
【思考2】請寫出24、29號元素原子的電子排布式。
29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
在簡并軌道（同一能級）上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態時，具有較低的能量和較大的穩定性。
相對穩定的狀態
全充滿：p6、d10、f14
全空：p0、d0、f0
半充滿：p3、d5、f7
2.下列軌道表示式中，哪個是氧的基態原子 ？為什么？
答案：A。在一個原子軌道里，最多只能容納兩個電子，它們自旋相反。
答案：A。基態原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。
1.下列軌道表示式中，哪個是硼的基態原子 ？為什么？
練一練
4.能量最低原理
多電子原子在基態時原子核外電子優先占有能量最低的軌道，然后依次進入能量高的軌道，這樣使整個原子處于能量最低的狀態。整個原子的能量由核電荷數、電子數和電子狀態三個因素共同決定.
能級的能量高低順序如構造原理所示(對于1～36號元素來說，應重點掌握和記憶“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”這一順序)。
鐵原子的電子排布圖
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑
洪特規則
泡利原理
能量最低原理
1s
2s
2p
3p
3d
3s
4s
【思考與交流】請寫出C原子的電子式、原子結構示意圖、核外電子排布式、電子排布圖（軌道表示式）
電子排布圖軌道表示式
電子排布式
原子結構示意圖
電子式
1s
2s
2p
↑
↓
1s22s22p2
+6
2 4
C
·
·
·
·
簡化電子排布式
[He]2s22p2
能直觀地反映核內的質子數和核外的電子層數及各能層上的電子數。
能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數。
能反映各軌道的能量的高低及各軌道上的電子分布情況，自旋方向。
↑
↓
↑
↑
↑
表示方法
原子結構示意圖
電子式
電子排布式
簡化電子排布式
價電子排布式
電子排布圖
價電子排布圖
以硫(S)為舉例
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
基態原子核外電子排布的表示方法
——七圖式
練一練
1.下列敘述正確的是(　　)
A.[Ar]3d64s2是基態鐵原子的電子排布
B.鉻原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5
C.銅原子的外圍電子排布式是3d94s2
D.氮原子的電子排布圖是
A　　　
2.下列有關碳原子的電子排布圖中,能量最低的是(　　)
A.
B.
C.
D.
D　　　
3.在d軌道中電子排布成 ，而不排布成 ，遵循的是（ ）
A.能量最低原理
B.泡利原理
C.原子軌道構造原理
D.洪特規則
D
4.(1)金屬鋁質輕且有良好的防腐蝕性，在國防工業中有非常重要的作用。鋁原子核外電子云有__________種不同的伸展方向，有__________種不同運動狀態的電子。
(2)基態鐵原子有__________個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為__________。
(3)29Cu+的價電子排布式為__________。
原子核外電子排布遵循的原理和規則
原子核外電子排布的表示式
能量最低原理
泡利原理
洪特規則
電子排布式、價電子排布式
電子排布圖
原子結構示意圖
全滿、半滿、全空相對穩定
遵循的原理和規則

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