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第一章 第一節 第2課時
《原子結構》
人教版 選擇性必修2
知識回顧
一、能層與能級
1、能層(n)：按能量的差異，可以將多電子原子的核外電子分成不同的能層。
2、能級（l）：在多電子原子中，同一能層的電子，能量也有差異，
還可以把它們分成不同的能級。
能層越高，離核越遠，能量越高：E(K)能層（n） K L M N O 能級（l） …
最多容納的電子數 …
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5d
2
2
6
2
6
10
2
6
14
10
2
6
（3）通常同一能層中各能級的能量順序是E(ns)（1）任一能層的能級總從s能級開始，能級數=能層序數。
（4）以s、p、d、f……排序的各能級最多可容納的電子數依次為
1、3、5、7……的二倍。
2
8
18
32
2n2
知識回顧
（2）每一能層中能級符號的順序是ns、np、nd、nf……(n代表能層)
學生活動
活動1：根據已學的知識，試寫出鐵原子的原子結構示意圖。
鐵原子猜想一：
+26
2 8 15 1
鐵原子猜想二：
×
×
+26
2 8 8 8
鐵原子猜想三：
+26
2 8 14 2
√
思考討論
問題1、每一能層最多可以容納的電子數目是2n2，為什么原子的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)？
閱讀教材：請同學們閱讀課本第8-10頁。
7
6
5
4
3
2
1
核
外
電
子
填
充
順
序
圖
1.構造原理：以光譜學事實為基礎，隨著核電荷數的遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。
三、構造原理與電子排布式
資料卡片
屏蔽效應：處理多電子原子時，認為其它電子對某個電子 i 的排斥，相當于其它電子屏蔽住原子核，抵消了一部分核電荷對電子 i 的吸引力，這種現象稱為其他電子對電子 i 的屏蔽作用。



原子核
電子 i
多電子原子能級和徐光憲規則
資料卡片
多電子原子能級和徐光憲規則
鉆穿效應：能層n相同、能級l 不同時，l 越小的電子，它本身的鉆穿能力越強，離核越近，它受到其它電子對它的屏蔽作用就越弱，能量就越低Ens資料卡片
多電子原子能級和徐光憲規則
4s能級電子鉆穿能力強，有相當的概率出現在核附近，它的第一個峰鉆穿到3d的主峰之內，部分避開了3d電子對它的屏蔽作用，反過來削弱了原子核對3d電子的吸引力，所以E(4s)資料卡片
多電子原子能級和徐光憲規則
我國著名化學家北京大學徐光憲教授，根據光譜實驗數據， 對基態多電子原子的能級高低提出一種定量的近似規則，即 n+0.7l 值越大，能級越高，并把 n+0.7l 值的第一位數字相同的各能級組合為一組，稱為一個能級組。
能級 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p
n + 0.7 l 1.0 2.0 2.7 3.0 3.7 4.0 4.4 4.7 5.0 5.4 5.7 6.0 6.1 6.4 6.7
能級組 1 2 3 4 5 6
組內電子數 2 8 8 18 18 32
能級交錯
思考討論
問題1、為什么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)？次外層電子數目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數第三層電子數目不能超過32個？
由于能級交錯的原因，E nd >E (n＋1)s 。當ns和np充滿時(最多容納8個電子)，下一個電子不是填入nd，而是優先填入(n＋1)s軌道中，從而形成新的能層，因此最外層電子數不可能超過8個。
同理，若最外層是第n層，次外層就是第(n－1)層。由于
E (n－1)f >E (n＋1)s >E np，在第(n＋1)層出現前，次外層只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有電子，這三個能級最多可容納18個電子，因此次外層電子數不超過18個。
例如，原子最外層是第五能層，次外層就是第四能層，由于
E4f >E6s>E5p，當第六層出現之前，次外層(第四層)只有在4s、4p和4d能級上有電子，這三個能級最多可容納18個電子，也就是次外層不超過18個電子。
練習：根據構造原理，試試寫出鈉、鉀、鐵基態原子的電子排布式？
2.電子排布式：原子核外電子排布的一種表示方式。
用數字在能級符號右上角表明該能級上排布的電子數。
活動2：閱讀課本P9表1-1，總結電子排布式的書寫原則。
思考討論
問題2：根據構造原理，寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡基態原子的電子排布式？有沒有發現它們的共同點？
2He: 1s2
10Ne: 1s22s22p6
18Ar: 1s22s22p63s23p6
36Kr: 1s22s22p63s23p64s24P6
54Xe: 1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P6
86Rn: 1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6
×
√
√
√
√
×
2He: 1s2
10Ne: 1s22s22p6
18Ar: 1s22s22p63s23p6
36Kr: 1s22s22p63s23p63d104s24P6
54Xe: 1s22s22p63s23p63d104s24P64d105s25P6
86Rn: 1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6
已知電子排布式可以簡化，如鈉和鉀的電子排布式可以分別簡化為：[Ne]3S1和[Ar]4S1。請問方括號里符號的意義是什么？
思考討論
練習：請分別寫出26Fe、33As和35Br 基態原子的簡化電子排布式。
問題3：As、Br和Fe元素常見的化合價是什么？找找化合價與電子排布式之間的聯系。
思考討論
價電子：一般指最外能級組中那些有可能參與化學反應的電子。
主族元素原子的價電子一般是在最外面能層的電子（即最外層電子）。
過渡元素原子的價電子則通常包括最外能級組的電子（即最外層電子和部分內層電子）。
問題4：寫出25Mn、23V基態原子的價層電子排布式，試推測25Mn、23V兩種元素可能的化合價。
思考討論
25Mn: 3d54s2
Mn元素常見化合價有：+2、+3、+4、+5、+6、+7
23V: 3d34s2
V元素常見化合價有：+2、+3、+4、+5
原子的核外
電子排布
課堂小結
排布規律
表示方法
電子排布式
簡化的電子排布式
價電子排布式
構造原理
能量最低原理
泡利原理
洪特規則
軌道表示式
課堂練習
1、下列各能層中不包含p能級的是（ ）
A. N B. M C. L D. K
課堂練習
2、以下能級符號正確的是（ ）
A. 6s B. 2d C. 3f D. 1p
課堂練習
3、下列化學用語，不能表示氯離子的是（ ）
A. Cl—
D. 1s22s22p63s23p6
B.
C.
課堂練習
4、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(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)
B. E(4s)＞E(3d)＞E(3p)＞E(3s)
C. E(5s)＞E(4f)＞E(3d)＞E(4s)
D. E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)
課堂練習
5、下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的有（ ）
A. Sc+ B. Mg2+ C. Cl— D. Br—
練習答案：1. D 2. A 3. B 4. A 5. C

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