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(共31張PPT)
構造原理與電子排布式 電子云與原子軌道
數量規律：s、p、d、f能級最多可容納電子2、6、10、14
能量規律：E(ns) < E(np) < E(nd) 1s < 2s < 3s < 4s
2p < 3p < 4p
回顧上節課所學，電子再能級中的排布有什么規律
推測1~18號元素原子的電子分別填充到哪些能級？
推測1~18號元素原子的電子分別填充到哪些能級？
能層 符號 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 符號 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
最多電子數
1~2 號元素：1s → 2s
3~4號元素：1s → 2s
5~10號元素：1s → 2s → 2p
11~12號元素：1s → 2s → 2p →3s
13~18號元素：1s → 2s → 2p →3s →3p
2
2
6
2
6
19號元素原子的電子分別填充到哪些能級？
能層 符號 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 符號 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
最多電子數 2 2 6 2 6
19號元素：1s → 2s → 2p →3s →3p
→4s
1
電子并不總是填滿一個能層后再填入下一個能層
知識點一：構造原理與電子排布式
以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。
小圓圈表示一個能級
每一行對應一個能層
箭頭引導的曲線顯示遞增電子填入能級的順序
1. 構造原理
P
O
N
M
L
K
按照構造原理，元素的核電荷數每遞增一個，同時增加一個核電荷和一個核外電子，就得到一個基態原子的電子排布。
電子填滿了一個能級，就開始填入下一個能級，由此構建了元素周期表中各元素的基態原子的電子排布
例如，從氫到碳的基態原子電子排布式為：
1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2
氫 氦 鋰 鈹 硼 碳
1. 構造原理
1s1
該能級的電子數
能層
能級
2. 電子排布式
(1)含義：電子排布式是用核外電子分布的能級及各能級上的電子數來表示電子排布的式子。
(2)表示方法：
(3)書寫方法：
第一步：按照構造原理寫出電子填入能級的順序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s
第二步：根據各能級容納的電子數填充電子。
第三步：去掉空能級，并按照能層順序排列即可得到電子排布式。
例如：8O：_________。
1s22s22p4
例：試書寫7N、17Cl、19K、26Fe、21Sc、35Br原子的核外電子排布式。
N：1s2 2s22p3
Cl：1s2 2s22p6 3s23p5
K：1s2 2s22p6 3s23p6 4s1
Fe：1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2
Sc：1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2
Br：1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5
要求熟練書寫1～36號元素原子的電子排布式
原子序數 元素名稱 元素符號 電子排布
K L M N
1 氫 H
2 氦 He
3 鋰 Li
4 鈹 Be
5 硼 B
6 碳 C
7 氮 N
8 氧 O
1s1
1s2 2s1
1s2
1s2 2s2
1s2 2s22p1
1s2 2s22p2
1s2 2s22p3
1s2 2s22p4
原子序數 元素名稱 元素符號 電子排布
K L M N
9 氟 F
10 氖 Ne
1s2 2s22p5
1s2 2s22p6
11 鈉 Na
12 鎂 Mg
13 鋁 Al
14 硅 Si
15 磷 P
16 硫 S
17 氯 Cl
18 氬 Ar
1s2 2s22p6 3s1
1s2 2s22p6 3s2
1s2 2s22p6 3s23p1
1s2 2s22p6 3s23p2
1s2 2s22p6 3s23p3
1s2 2s22p6 3s23p4
1s2 2s22p6 3s23p5
1s2 2s22p6 3s23p6
原子序數 元素名稱 元素符號 電子排布
K L M N
19 鉀 K
20 鈣 Ca
21 鈧 Sc
22 鈦 Ti
23 釩 V
24 鉻 Cr
25 錳 Mn
26 鐵 Fe
27 鈷 Co
28 鎳 Ni
1s2 2s22p6 3s23p6 4s1
1s2 2s22p6 3s23p6 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1
1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d7 4s2
1s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2
原子序數 元素名稱 元素符號 電子排布
K L M N
29 銅 Cu
30 鋅 Zn
31 鎵 Ga
32 鍺 Ge
33 砷 As
34 硒 Se
35 溴 Br
36 氪 Kr
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2
注意：在得出構造原理之前，由原子光譜得知有些過渡金屬元素基態原子電子排布不符合構造原理，如Cr和Cu的最后兩個能級的電子排布分別為3d54s1和3d104s1。
太長
，太繁瑣
（4）簡化電子排布式
含義：將原子中已經達到稀有氣體元素原子結構的部分，用相應的稀有
氣體元素符號外加方括號表示的式子稱為簡化電子排布式。
表示方法：
K的簡化電子排布式：[Ar] 4s1
N的簡化電子排布式：[He]2s22p3
Na的簡化電子排布式：[Ne]3s1
練習：寫出14、24、26、31號元素的簡單電子排布式。
14Si：[Ne] 3s23p2
24Cr：[Ar] 3d54s1
26Fe：[Ar] 3d64s2
31Ga：[Ar] 3d104s24p1
（4）價層電子排布式
在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層（簡稱價層），
其能級上的電子稱為價層電子；
只表示出原子的價層電子排布的式子，叫價層電子排布式。
Mg電子排布式：1s22s22p63s2
Mg的簡化電子排布式：[He]3s2
Mg的價層電子排布式：3s2
知識點二：電子云與原子軌道
1913年，波爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運行
量子力學指出，一定空間運動狀態的電子并不在玻爾假定的線性軌道上運行，而在核外空間各處都可能出現，但出現的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。
P表示電子在某處出現的概率
V表示該處的體積
概率密度：ρ=P/V
1. 概率密度
氫原子1s電子在原子核外出現的概率密度分布圖
圖中的小點是什么呢？是電子嗎？
小點是1s電子在原子核外出現的概率密度的形象描述。
由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象的稱作“電子云”。
2. 電子云
小點越密，表明概率密度越大
電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率分布的形象化描述。
電子云圖很難繪制，使用不便，我們常使用電子云輪廓圖
2. 電子云
電子云輪廓圖
1s 電子云輪廓圖的繪制過程
(1)所有原子的任一能層 的s電子的電子云輪廓圖都是一個球形 只是球的半徑不同
2. 電子云
電子云輪廓形狀
同一原子的能層越高，s電子云半徑越大
原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠的區域出現的概率增大，電子云越來越向更大的空間擴展
x、y、z 分別是 p 電子云在直角坐標系里的取向
(2) p電子云的形狀是啞鈴狀的
有3個互向垂直電子云分別稱為 Px、Py、Pz
2. 電子云
電子云輪廓形狀
量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。
ns能級各有 個軌道，np能級各有 個軌道，
nd能級各有 個軌道，nf能級各有 個軌道。
1
5
7
3
能層數 K L M N O P Q n
能級數 1 2 3 4 5 6 7
軌道數 1 4 9 16 25 36 49
3. 原子軌道
1.圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和原子軌道圖。下列有關說法
正確的是（ ）
A.圖1中的每個小黑點表示1個電子
B.圖2表示1s電子只能在球體內出現
C.圖2表明1s軌道呈球形，有無數對稱軸
D.圖1中的小黑點表示電子在核外所處的位置
C
2.下列說法正確的是（ ）
A.不同的原子軌道形狀一定不相同
B.p軌道呈啞鈴形，因此p軌道上的電子運動軌跡呈啞鈴形
C.2p能級有3個p軌道
D.氫原子的電子運動軌跡呈球形
C
3.下列說法中正確的是（ ）
A.1s電子云呈球形，表示電子繞原子核做圓周運動
B.ns能級的原子軌道圖可表示為
C.3d3表示3d能級有3個軌道
D.電子云圖中的小黑點密度大，說明該原子核外空間電子數目多
B
4.下列說法中正確的是（ ）
A.1s22s12p1表示的是激發態原子的核外電子排布
B.3p2表示3p能級有兩個原子軌道
C.同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小
D.同一原子中，2p、3p、4p能級中的軌道數依次增多
A
5.寫出下列原子的電子排布式：
(1)11Na：____________________________；
(2)16S：____________________________；
(3)34Se：____________________________；
(4)20Ca：____________________________；
(5)26Fe：____________________________；
(6)30Zn：____________________________。
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p4
1s22s22p63s23p63d104s24p4
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d104s2
6.A、B、C、D是四種短周期元素，E是過渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的
原子結構示意圖為 ，B是同周期除稀有氣體外半徑最大的元素，C的最外層有
三個成單電子，E的外圍電子排布式為3d64s2。回答下列問題：
(1)A為________(寫出元素符號，下同)；
(2)B為________，簡化電子排布式是________；
(3)C為________，核外電子排布式是_______________________；
(4)D為________，價層電子排布式是________；
(5)E原子結構示意圖是________。
Si
Na
[Ne]3s1
P
1s22s22p63s23p3
N
2s22p3

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