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第一節 原子結構
第2課時
第一章 原子結構與性質
考點
電子排布式
構造原理
01
02
那么，核外電子在能層中依據什么規律排布？核外電子在能級中的排布又可以如何表示？
核外電子按能量不同分成不同的能層，同一能層的電子，還被分成不同能級
構造原理與電子排布式
核外電子在能層中的排布規律
核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層， 然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層
原子核外各電子層最多容納2n2個電子
原子最外層電子數目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)
規律二
規律三
規律一
前18號元素原子結構示意圖
構造原理與電子排布式
請同學們，結合已有的能級知識，分析核外電子在能級中的排布規律？
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數
結合H、He的原子結構示意圖可知，電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。
2
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數 2
對于Li和Be，當1s能級填滿之后，電子優先填入能量較低的2s能級，直至填滿。
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
2
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數 2 2
對于B至Ne元素，在1s、2s能級填滿后，電子填入 2p能級，直至2p能級填滿。
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
6
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數 2 2 6
對于Na至Ar元素，電子首先填入3s能級。填滿后，繼續填入3p能級，直至3p能級填滿。
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
2
6
總結：核外電子在能級中的排布順序
1s
2s
3s
2p
3p
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
根據核外電子在能層中的排布規律，請分析K中電子填入的能量最高的能級，并說明判斷的依據。
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數 2 2 6 2 6
1
總結：核外電子在能級中的排布順序
1s
2s
3s
2p
3p
4s
當4s能級填滿后，下一個電子應該填充在哪個能級？
驗證：光譜學實驗表明， K、Ca最外層填充的電子均在4s能級
構造原理與電子排布式
能層 K L M N
最多電子數 2 8 18 32
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數 2 2 6 2 6 2
1s
2s
3s
2p
3p
4s
3d
能級交錯
能級交錯
構造原理與電子排布式
電子在能級中的排布規律
規律：這種能級交錯在核外電子排布中非常普遍。
定義：隨核電荷數增大，電子并不總是填滿一個能層后再填入下一個能層，這種現象稱為能級交錯。
如：4s→3d→4p
構造原理與電子排布式
構造原理：
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。
構造原理示意圖
構造原理示意圖：
各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數遞增而增加的電子填入能級的順序。
規律：ns→(n-2)f→(n-1)d→np
例1、請根據構造原理分析25Mn的核外電子在能級中的排布。
第一步：根據構造原理列出能級排布的順序
能級排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充電子數
第二步：將核外電子依次填入其中
能級排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充電子數 2 2 6 2 6 2 5
作為一個理論模型，構造原理具有一定的局限性。對于個別特殊的過渡元素核外電子的排布并不適用。
構造原理----補充說明
能級排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充電子數 2 2 6 2 6 1 5
如：24Cr的核外電子在能級中的排布：
29Cu的核外電子在能級中的排布：
能級排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充電子數 2 2 6 2 6 1 10
構造原理與電子排布式
構造原理示意圖
構造原理：
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，開始填入下一個能級，由此構建了元素周期系中各元素的基態原子的電子排布。
構造原理與電子排布式
電子排布式：
將能級上所容納的電子數標在該能級符號右上角，并按照能層從左到右的順序排列的式子。
例如：碳原子的電子排布式
6
C
碳
14.01
1s22s22p2
能級
能層
能級上容納的電子數
1s22s22p2
例1、根據構造原理，比較下列能級的能量高低(填“＞”或“＜”)。
① 4s ____ 3d； ② 6s ____ 4f ____ 5d。
例2、根據構造原理，寫出下列基態原子的核外電子排布式
① 8O：________________________；
② 14Si：_______________________；
③ 19K：_______________________；
④ 21Sc：_______________________；
⑤ 26Fe：_______________________。
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d14s2
1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p2
1s22s22p4
＜
＜ 　 ＜
構造原理與電子排布式
電子排布式：
觀察稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡的原子的最外層電子排布式，總結除氦外其他元素原子的排布通式。
2He 1s2
10Ne 2s22p6
18Ar 3s23p6
36Kr 4s24p6
54Xe 5s25p6
86Rn 6s26p6
ns2np6
構造原理與電子排布式
簡化電子排布式：
電子排布式可以簡化，例如：Na的電子排布式可簡化為[Ne]3s1
[Ne]表示的是Ne的核外電子排布，也稱為原子實；
這種原子的核外電子排布的表示方法叫做簡化電子排布式。
說明：
原子實表示的電子稱為內層電子，通常不參與成鍵。
原子實外的電子稱為價層電子，決定元素的化學性質。
例1、根據構造原理試寫出下列基態原子的電子排布式和簡化電子排布式
① 24Cr：_______________________，______________。
② 29Cu：_______________________，______________。
③ 33As：_______________________，_______________。
④ 35Br：_______________________，_______________。
1s22s22p63s23p63d54s1　 [Ar]3d54s1
1s22s22p63s23p63d104s1　 [Ar]3d104s1
1s22s22p63s23p63d104s24p3　 [Ar]3d104s24p3
1s22s22p63s23p63d104s24p5　 [Ar]3d104s24p5
構造原理與電子排布式
價層電子排布式：
為突出化合價與電子排布的關系，將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)
例如：Ni的簡化電子排布式為___________，價層電子排布為______。
[Ar]3d84s2
3d84s2
練、試寫出下列原子的價層電子排布式：
3s23p1
4s24p2
4s24p4
13Al：___________；32Ge：___________ ；34Se： ___________ 。
例1、電子排布式也可以用于表示離子的核外電子排布， 試寫出Na＋、Cl－、Fe2＋和Fe3＋的電子排布式。
Na＋ 1s22s22p6
Cl－ 1s22s22p63s23p6
Na 1s22s22p63s1
Cl 1s22s22p63s23p5
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6
Fe3＋ [Ar]3d5
量子&量子化
一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，并把最小單位稱為量子。在物理學中常用到量子的概念，指一個不可分割的基本個體。如：“光的量子”(光子)是一定頻率的光的基本能量單位。而延伸出的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。其基本概念為所有的有形性質是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的數值是離散的，而不是連續地任意取值。如：在原子中，電子的能量是可量子化的，這決定了原子的穩定性和發射光譜等一般問題。
馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克
1、構造原理揭示的電子排布能級順序，實質是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量，以下各式中正確的是( )
A. E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B. E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C. E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d)
B
2、以下電子排布式是基態原子的電子排布的是( )
① 1s12s1　 ② 1s22s12p1　③ 1s22s22p63s2　 ④ 1s22s22p63s23p1
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
D
3、表示一個原子在M能層上有10個電子，可以寫成( )
A. 3p6 B. 3d10 C. 3s23p63d24s2 D. 3s23p64s2
C
4、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
5、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
第一節
原子的結構與性質
第2課時
構造原理
電子排布式
核外電子在能層中的排布規律
能級交錯
含義
含義
簡化電子排布式
價層電子排布式
示意圖
構造原理的補充說明
THANKS
謝 謝 聆 聽

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