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第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié) 原 子 結(jié) 構(gòu)
第2課時(shí) 構(gòu)造原理與電子排布式
人教版高中化學(xué)選必二
根據(jù)以往所學(xué)咱們知道，核外電子分層排布：先排低能層，再排高能層。
例：
原子核外有多少個(gè)能層？各能層各含哪些能級(jí)？每個(gè)能級(jí)最多含多少電子？
能層 K L M N O 能級(jí) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多電子數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
思考：能層的電子，還被分成不同能級(jí)。那么，核外電子在能級(jí)中依據(jù)什么規(guī)律排布？核外電子在能級(jí)中的排布又可以如何表示？
核外電子按照構(gòu)造原理在能級(jí)上進(jìn)行填充
任務(wù)一 構(gòu)造原理
1. 定義 以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序。[分析大量元素的基態(tài)原子核外電子排布的基礎(chǔ)上抽象出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律]
隨原子核電荷數(shù)遞增，絕大多數(shù)原子核外電子的排布遵循如右圖的排布順序，填滿一個(gè)能量低的能級(jí)后再填一個(gè)能量高的新能級(jí)。
2. 表示
橫行：能層
縱列：對(duì)應(yīng)能級(jí)
連線：電子填入順序
②1s為起點(diǎn)
③上穿下不穿
①45°左傾
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p ... ...
任務(wù)一 構(gòu)造原理
3. 規(guī)律
ns → (n-2)f → (n-1)d → np
4. 能級(jí)交錯(cuò)
從第三能層開(kāi)始部分能級(jí)不完全遵循能層順序，內(nèi)層能級(jí)能量比外層能級(jí)高，稱之為能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。
任務(wù)二 電子排布式
1. 含義 將能級(jí)上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級(jí)符號(hào)右上角，并按照能層從左到右的順序排列的式子
2. 書(shū)寫(xiě)方法
①按照構(gòu)造原理依次將電子填入能級(jí)：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p…
②根據(jù)各能級(jí)容納的電子數(shù)填充電子。
③去掉空能級(jí)，并按照能層順序排列。
能級(jí)排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
21Sc填充電子數(shù)
電子排布式 2
2
6
2
2
6
1
1s22s22p63s23p63d14s2
Sc：1s22s22p63s23p63d14s2
能級(jí)符號(hào)
能層序數(shù)
該能級(jí)上的電子數(shù)
H 1s1
He 1s2
Li 1s22s1
Be 1s22s2
B 1s22s22p1
C 1s22s22p2
N 1s22s22p3
O 1s22s22p4
F 1s22s22p5
Ne 1s22s22p6
Na 1s22s22p63s1
Mg 1s22s22p63s2
Al 1s22s22p63s23p1
Si 1s22s22p63s23p2
P 1s22s22p63s23p3
S 1s22s22p63s23p4
Cl 1s22s22p63s23p5
Ar 1s22s22p63s23p6
K 1s22s22p63s23p64s1
Ca 1s22s22p63s23p64s2
練習(xí)：根據(jù)構(gòu)造原理，寫(xiě)出前20號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布式。
任務(wù)二 電子排布式
任務(wù)二 電子排布式
3. 簡(jiǎn)化電子排布式與價(jià)電子排布式
為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)繁，可以把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫(xiě)成“原子實(shí)”,用[ ]括起來(lái)，其余電子補(bǔ)充在外。
書(shū)寫(xiě)He、Ne、Ar基態(tài)原子核外電子排布式，O、Al、Fe基態(tài)原子核外電子排布式及簡(jiǎn)化電子排布式。
He：1s2
Ne：1s22s22p6
Ar：1s22s22p63s23p6
O 1s22s22p4 [He]2s22p4
Al 1s22s22p63s23p1 [Ne]3s23p1
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2
原子實(shí)表示的電子稱為內(nèi)層電子，通常不參與成鍵；
原子實(shí)外的電子稱為價(jià)層電子，決定元素的化學(xué)性質(zhì)。
練習(xí)：寫(xiě)出1～20號(hào)元素原子的簡(jiǎn)化電子排布式和價(jià)電子排布式。
1H: ;
2He: ;
3Li: ;
4Be: ;
5B: ;
6C: ;
7N: ;
8O: ;
9F: ;
10Ne: ;
11Na: ;
12Mg: ;
13Al: ;
14Si: ;
15P: ;
16S: ;
17Cl: ;
18Ar: ;
19K: ;
20Ca: 。
[He]2s1
1s1
1s2
2s1
[He]2s2
2s2
[He]2s22p1
2s22p1
[He]2s22p2
[He]2s22p3
[He]2s22p4
2s22p2
2s22p3
2s22p4
[He]2s22p5
[He]2s22p6
2s22p5
2s22p6
[Ne]3s1
3s1
[Ne]3s2
[Ne]3s23p1
[Ne]3s23p2
[Ne]3s23p3
[Ne]3s23p4
3s2
3s23p1
3s23p2
3s23p3
3s23p4
[Ne]3s23p5
[Ne]3s23p6
[Ar]4s1
[Ar]4s1
3s23p5
3s23p6
4s1
4s2
任務(wù)二 電子排布式
任務(wù)二 電子排布式
練習(xí)：寫(xiě)出20-30號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式。
Sc 1s22s22p63s23p63d14s2
Ti 1s22s22p63s23p63d24s2
V 1s22s22p63s23p63d34s2
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
Co 1s22s22p63s23p63d74s2
Ni 1s22s22p63s23p63d84s2
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
Zn 1s22s22p63s23p63d104s2
[Ar]3d14s2
[Ar]3d24s2
[Ar]3d34s2
[Ar]3d54s1
[Ar]3d54s2
[Ar]3d64s2
[Ar]3d74s2
[Ar]3d84s2
[Ar]3d104s1
[Ar]3d104s2
當(dāng)p、d、f 能級(jí)處于全空、全充滿p6、d10、f14 或半充滿狀態(tài)p3、d5、f7 時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。
1s22s22p63s23p63d1~104s2
任務(wù)二 電子排布式
寫(xiě)出31-35號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式。
原子序數(shù) 元素名稱 元素符號(hào) 電子排布
K L M N
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
序數(shù)尾數(shù)與4p數(shù)值相同
1s22s22p63s23p63d104s24p1~6
[Ar]3d104s2 4p1~6
注意別忘寫(xiě)d能級(jí)
任務(wù)二 電子排布式
思考：為什么 的原子結(jié)構(gòu)示意圖不是 ，而是 ？寫(xiě)出K的電子排布式。
原子核外電子較多的原子，其電子排布存在交錯(cuò)現(xiàn)象。 KKK K原子在排滿第二層后，先排3s、3p 能級(jí)，3d 能級(jí)能量高于4s 能級(jí)，故最后一個(gè)電子排入4s 能級(jí)而不是3d<能級(jí)，所以它的原子結(jié)構(gòu)示意圖是
K的電子排布式：1s22s22p63s23p64s1
結(jié)論：構(gòu)造原理的能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象很好的解釋了電子排布規(guī)律。最外層電子數(shù)目最多不能超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè))。次外層最多能容納的電子數(shù)不超過(guò)18個(gè)。倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過(guò)32個(gè)。
任務(wù)二 電子排布式
4. 簡(jiǎn)單離子的電子排布式
陰離子：原子得到的電子填充在最外層未滿能級(jí)
陽(yáng)離子：原子失去價(jià)層電子
練習(xí)：寫(xiě)出下列離子核外電子排布式。
F- 1s22s22p6
Br- 1s22s22p63s23p63d104s24p6
Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10
Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5
Cu+ 1s22s22p63s23p63d10
Cu2+ 1s22s22p63s23p63d9
課堂練習(xí)
（2024河北）釩原子的價(jià)層電子排布式為_(kāi)__________
（2024安徽）基態(tài)Ni原子價(jià)電子排布式為_(kāi)__________
（2023重慶）O2-的核外電子排布式為_(kāi)__________
（2023全國(guó)卷）基態(tài)Fe原子價(jià)電子排布式為_(kāi)__________
（2024浙江）基態(tài)Cr2+的簡(jiǎn)化電子排布式為_(kāi)__________
3d84s2
3d34s2
[Ar]3d4
3d64s2
1s22s22p6

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