核外电子排布与元素周期表
原子核外电子排布与元素周期表
二、核外电子排布与元素周期表
1.周期表是依据什么原则建构的？
思考：
2.周期表中，各周期元素种类数为何依次为2,8,8,18,18,32 ，…？
3.为何原子的最外层电子数不超过8个（He不超过2个）， 次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个？
4.各周期元素的外围电子分别填充在哪些原子轨道中？ 5.s区、p区、d区和f区分别在周期表的什么位置？
• 【例题5】对于基态的Fe2+和Fe3+， 1. 写出它们的核外电子排布式。 2. 写出它们简写的离子轨道表示式。
【课后练习】
• 1、对于下列基态原子，填写表中空白：
Ni
Cl
Zr
Pm
核外电子 排布式
简写的电 子排布式
原子轨道 表示式
原子中未 成对电子 数
• 对于下列基态离子填写表中空白：
Cl电子排布式
• 概念：
• 在原子外层轨道上的电子由于能量较高， 因此一般化学反应只涉及外层原子轨道上 的电子，这些电子称为价电子（valence electron)。
应用
根据周期表中各周期元素原子轨道的类型填写基态原子的 电子排布式。
1.从H原子开始填写。 2.按照原子序数递增的顺序依次填写各元素。 3.同一周期从左→右， • 经过IA和IIA是，将电子填入ns轨道中，——s区 • 经过IIIA-0族时，将电子填入np轨道中，——p区 • 经过IIIB-IIB时，将电子填入（n-1）d轨道中，——d区 • 经过镧系元素和锕系元素时，将电子填入（n-2）f轨道
6.如何从核外电子排布看稀有气体是各周期中最稳定的元 素？
7.d电子从 周期开始出现，即(n-1)d，n≥ ？ f电子从 周期开始出现，即(n-2)f，n≥ ？
知识点 原子核外电子排布与元素周期律
原子核外电子排布与元素周期律一、原子结构（Z 个）原子核注意：（N 个） 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)1.X 原子序数= = =核外电子（Z 个）2.原子核外电子的排布规律：①电子总是尽先排布在能量 的电子层里；②各电子层最多容纳的电子数是 ；③最外层电子数不超过 个（K 层为最外层不超过 个），次外层不超过 个，倒数第三层电子数不超过 个。
电子层： 一（能量最低） 二 三 四 五 六 七 对应表示符号： 3.元素、核素、同位素元素： 。
核素： 。
同位素： 。
(对于原子来说) 二、元素周期表 1.编排原则：①按 递增的顺序从左到右排列 ②将 相同．．的各元素从左到右排成一横行．．。
（周期序数＝原子的电子层数） ③把 相同．．的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行．．。
＝原子最外层电子数 2.结构特点：核外电子层数 元素种类第一周期 种元素短周期 第二周期 种元素周期 第三周期 种元素元 （7个横行） 第四周期 种元素 素 （7个周期） 第五周期 种元素 周 长周期 第六周期 种元素 期 第七周期 未填满（已有 种元素） 表 主族：ⅠA ～ⅦA 共7个主族族 副族：ⅢB ～ⅦB 、ⅠB ～ⅡB ，共7个副族 （18个纵行） 第Ⅷ族： 纵行，位于 之间 （16个族） 零族： ① 主族（A ）：由 和 元素共同组成的族(除第18纵列)列序与主族序数的关系② 副族（B ）：完全由 元素组成的族(第8、9、10纵列除外)③ Ⅷ族：包括 三个纵列。
④ 0族：第 纵列，该族元素又称为 元素。
三、元素周期律1.元素周期律： 。
元素性质的周期性变化实质是．．． 。
族碱金属元素： （ 是金属性最强的元素，位于周期表 ） 第ⅦA 族卤族元素： （ 是非金属性最强的元素，位于周期表 ） ★判断元素金属性和非金属性强弱的方法：（1）金属性强（弱）——① ；② ；③ 。
（2）非金属性强（弱）——① ；② ；③ 。
核外电子排布与元素周期表
探究整合应用
假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期 表的某些事实和理论可归纳出一些假说。 (1)已知元素周期表中的各周期可排元素种数如下：
周期 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 2 8 8 18 18 32 32
人们预测元素周期表第8周期将来也会排满，那么
2．原子半径的周期性变化
(1)同周期：左→右，有效核电荷增加， r减小
(2)同主族：上→下，。。。。。减小， r增大
(3)过渡元素：左→右 ，…变化幅度不 大， r稍减
1．电子构型为[Ar]3d104s2的元素是( )
A．稀有气体
B．过渡元素
C．主族元素
D．卤族元素
选B。该元素的价电子排布式中出现d轨道，应为ⅡB 族
解析：M2＋3d轨道上有5个电子则电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5。故M原子的电子排布式为： 1s22s22p63s23p63d54s2。 该元素的价电子排布式为：3d54s2，所以该元素在周期表 中的位置为第4周期ⅦB族，因最后一个电子进入d轨道所 以该元素位于d区。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s2 (2)4 ⅦB d
元素，而副族元素属于过渡元素，故B正确。
2．按原子半径由大到小排列顺序正确的是( )
A．Mg、B、Si
B．Si、Mg、B
C．Mg、Si、B
D．B、Si、Mg
选C。
3．某元素M2＋的3d轨道上有5个电子，则 (1)M原子的核外电子排布式为________________。 (2)M元素在元素周期表中的位置为第__________周期 ________族，________区。
核外电子的排布规律和元素周期表
（1）基态原子的价层电子构型
价层——价电子所在的亚层 价层电子构型——指价层的电子分布式
ⅠA
0
一 1 ⅡA
1s1
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 1s2
二3 4
5 6 7 8 9 10
三 11 12 ⅢBⅣBⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 13 14 15 16 17 18
几率峰出现, 相当于电子靠近核, 受核 作用强, 同时回避了内层电子的屏蔽作 用, 自身能量下降. 这种效应称为钻穿 效应。
可以用钻穿效应解释能级分裂, 即同一
能级组(n 相同), l 大的电子能量高,
l 小的电子可以钻入内部, 自身能量降 低, 产生能级分裂。总之, 屏蔽效应使 电子的能量上升, 钻穿效应使电子能降 低。
原子实——原子中除去最高能级组以外 的原子实体
三、元素周期律与核外电子排布的关系
最后一个电子填入s亚层
ⅠA
1、分区
0
一
二 三
1131S最Ⅱ142A后Ⅲ一B Ⅳ个BⅤ电B Ⅵ子B一ⅦB般填Ⅷ入次Ⅰ外BⅡ层BⅢd153A亚Ⅳ164层AⅤ175ApⅥ186AⅦ197A
2
10 18
四 19
20
21
22 23
(6) 当被屏蔽电子是(nd)组或(nf)组电子
时，同组电子屏蔽为0.35，左边各组电子 屏为1.00。 在计算某原子中某个电子的值时，可将有关 屏蔽电子对该电子的值相加而得。 例：计算铝原子中其它电子对一个3P电子的 值，其Z* =？ 解：按斯来特规则分组 （1S）2（2S，2P）8（ 3S，3P）3
= 0.35×2 + 0.85 ×8 + 1.00 ×2 = 9.50 Z* = Z – = 13–9.50 = 3.5
核外电子排布与元素周期表
P S 110 104
K 227
Rb 248 Cs 265
Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As 197 161 145 132 125 124 124 125 125 128 133 122 122 121
Se 117
Br 114Байду номын сангаас
Kr 198
Xe 217
Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 215 181 160 143 136 136 133 135 138 144 149 163 141 141 137 133 Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po 217 188 159 143 137 137 134 136 136 144 160 170 175 155 153
Au
Hg Tl
[Xe]4f145d106s1
[Xe]4f145d106s2 [Xe]4f145d106s26p1
82
83 84
Pb
Bi Po
[Xe]4f145d106s26p2
[Xe]4f145d106s26p3 [Xe]4f145d106s26p4
85
86
At
Rn
[Xe]4f145d106s26p5
(四)
31
32 33 34 35 36
Ga
Ce As Se Br Kr
[Ar]3d104s24p1
[Ar]3d104s24p2 [Ar]3d104s24p3 [Ar]3d104s24p4 [Ar]3dl04s24p5 [Ar]3d104s24p6
37 38 39 40
原子核外电子排布和元素周期律
原子核外电子排布和元素周期律原子是由原子核和围绕核运动的电子组成的。
原子核由质子和中子组成，而质子的数量决定了原子的元素。
原子核外的电子以不同的方式排布，这种排布决定了元素的化学性质。
元素周期律描述了元素的周期性变化规律，是化学中最重要的概念之一原子核外电子排布是描述电子在原子中的位置和能量分布的方式。
根据量子力学理论，电子存在于不同的能级上，每个能级可以容纳一定数量的电子。
根据波尔模型，原子的外层电子称为价电子，也是化学反应中参与原子间相互作用的电子。
原子核外电子排布可以通过倒易电子构型的方式来表示。
倒易电子构型表示了一个元素最外层电子的分布情况。
在倒易电子构型中，外层电子被表示为和最接近核心的壳层相同的能级。
例如，石墨的原子核是由6个质子和6个中子组成的，其倒易电子构型为1s²2s²2p²。
这意味着石墨的最外层电子是在2p轨道上的。
在倒易电子构型中，电子的分布遵循普遍原则、泡利不相容原理和阜居规则。
普遍原则指出，电子首先填充能量最低的轨道。
泡利不相容原理指出，一个轨道上最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。
阜居规则指出，当填充轨道时，电子会尽量选择不同的轨道来填充，以最小化库伦排斥力。
元素周期律是根据元素的原子核中质子的数量和原子核外电子的排布，将元素按照一定规律排列的表格。
最早的元素周期表是由门捷列夫于1869年提出的。
现代元素周期表按照亨利·莫西里夫在1913年提出的核电荷排列。
元素周期表按照原子序数的增加顺序列出了所有已知元素。
原子序数是指原子核中质子的数量，也是元素周期表中元素的核电荷。
元素周期表的每一行称为一个周期，原子序数在周期内逐渐增加。
元素周期表的每一列称为一个组，元素周期表中的元素按照相似的性质分布在同一组中。
元素周期表按照一定的规律排列，这些规律反映了元素的原子结构和化学性质的周期性变化。
最著名的周期性性质是元素的物理性质和化学性质的周期性变化。
1.2核外电子排布与元素周期表
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi
272 224 172 159 147 141 137 135 136 139 144 155 171 175 182
• • •
影响因素： 影响因素： 核对电子的吸引 吸引作用 核对电子的吸引作用 电子间的排斥 排斥作用 电子间的排斥作用
原子半径 Atomic radii (in pm)
Li Be
157 112
B
88
C
77
N
74
O F
66 64
Na Mg
191 160
Al Si P S
143 118 110 104
同族元素价电子数目相同
同族元素价电子数相同
• 主族元素 价电子 最外层电子： 主族元素 价电子-最外层电子 元素-价电子 最外层电子： • ns1~2或ns2np1~6 价电子数 = 主族序数 • 副族元素 价电子 外层电子： 副族元素 价电子-外层电子 元素-价电子 外层电子： • (n-1)d1~10ns1~2 ⅢB ~ⅦB 价电子数=族序数 ~Ⅶ 价电子数= • 稀有气体元素-价电子 ns2np6 稀有气体元素 价电子 元素 价电子全满全满-具有特殊稳定性
按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区： 按照电子排布，可把周期表的元素ห้องสมุดไป่ตู้分为5个区： 电子排布 ds区 s区、d区、ds区、p区、f区。
以最后填入电子的轨道能级符号为该区的符号
核外电子排布与原子半径 核外电子排布与原子半径
原子半径( 原子半径(atomic radius) ) 严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一 严格地讲，由于电子云没有边界， 定数.但人总会有办法的. 定数.但人总会有办法的.迄今所有的原子半径都是在结合 状态下测定的. 状态下测定的.
原子核外电子排布和元素周期律
原子核外电子排布和元素周期律首先，我们来了解一下原子的结构。
原子是由质子、中子和电子组成的。
质子和中子位于原子核中心，质子的电荷为正，中子的电荷为中性。
电子则围绕原子核的轨道上运动，电子的电荷为负。
原子核外电子排布描述了电子如何分布在原子的不同能级（轨道）上。
根据能级理论，电子可以处于不同的能级和亚能级上。
其中，第一能级最靠近原子核，能级数越高，离原子核越远。
每个能级最多容纳2n^2个电子，其中n为能级数。
例如，第一能级最多容纳2个电子，第二能级最多容纳8个电子。
根据电子能级的规律，我们可以了解到元素周期表的排布方式。
元素周期表是将化学元素按照原子序数的增序排列的表格。
元素周期表可以分为周期和族两个方向。
元素周期表的周期是指元素周期性质的变化规律。
周期表中的每一个周期代表着一个能级。
在同一个周期中，元素的最外层电子壳的能级相同，受到的核吸引力相近，因此具有类似的化学性质。
元素周期表的周期依次为K、L、M、N、O等，对应着原子的能级。
元素周期表的族是指元素的主族和次族。
主族元素是指位于周期表左边的元素，它们具有相似的化学性质。
主族元素的最外层电子壳填满的电子数都相同。
例如，第一族（碱金属）的元素最外层电子壳只填满了一个电子，第二族（碱土金属）的元素最外层电子壳填满了两个电子。
次族元素是指位于周期表右边的元素，它们具有相似的化学性质。
次族元素的最外层电子壳填满的电子数也相同。
例如，第十六族（卤族）的元素最外层电子壳填满了六个电子。
元素周期表的排列方式和周期性质的变化规律可以总结为以下几点：1.周期性：在元素周期表中，各周期的化学性质有规律地变化。
例如，金属元素通常位于周期表左侧，具有良好的导电性和热导性，而非金属元素通常位于周期表右侧，具有较差的导电性。
2.原子半径：随着周期数的增加，原子半径逐渐增大。
这是因为随着电子层数的增加，电子对原子核的屏蔽作用增强，电子云的尺寸增大。
3.电离能：随着周期数的增加，元素的电离能逐渐增大。
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长周期（第四，五，六周期，18，18，32）
不完全周期（第七周期，26） 主族（ⅠA ~ Ⅶ A，7个纵行）
族
副族（ ⅠB ~ Ⅶ B，7个纵行） Ⅷ族（8，9，10纵行） 零族
展示电子排布的周期表
[交流研讨]请根据1~36号元素原子的电子排布， 参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排 布与元素周期表中周期划分的内在联系。 1.周期的划分与什么有关？ 2.每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关？
1S1
２S1－2
1S2
2S22p1 －5 2S22p6
３
４ ５ ６
18
18 32 32
３S1－2
４S1－2 ５S1－2 ６S1－2 ３d1－9 4s1-2 4d1－9 5s1-2 4f 0－14 5d1－10
3S23p1 －5 3S23p6
3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6 5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
4.（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________， 3d能级上的未成对的电子数为______。 （2）基态Ge原子的核外电子排布式为
[Ar]____________，有________个未成对
电子。 （3）基态铁原子有 个未成对电子，三
价铁离子的电子排布式为：
知识回顾：元素周期表的结构
依据外围电子的排布特征， 看最后一个电子填充的轨道类型。
s区元素
最后1个电子填充在ns 轨道上， 1 2 n s n s 价电子的构型是 或 ，位于 左 ⅠA 周期表的 侧，包括 和 ⅡA 族，它们都是活泼金属 ，容 易失去电子形成+1 或 +2 价离子 (还包括He)。
p区元素 最后1个电子填充在 np 轨 2np1～6 n s 道上，价电子构型是 ， 位于周期表 右 侧， 包 括 ⅢA～ⅦA、零族 族元素。大 非金属 元素。 部分为
3.周期序数与什么有关？
二、核外电子排布与周期的划分
1．原子核外电子排布与元素周期表中周期划 分的本质联系
― → ― → 7个周期 7个能级组 ―
等于 能级组最多 ________ 本周期所包含 ― ― → ― → 容纳电子数 元素的种数
分别对应
2．周期数与电子层数的关系
能级组中最高主量子数 周期数＝__________________级组数（周 期数） 能级组内最多电子数 （周期中的元素数） 周期名称
1s 2s,2p 3s,3p
4s,3d,4p 5s,4d,5p
1 2 3
4 5
2 8 8
18 18
特短周期 短周期 短周期
长周期 长周期
6s,4f,5d,6p 7s,5f,6d,7p
6 7
32 (32)
[例1]
指出下列元素是主族元素还是副族元素？位于
周期表中的第几周期？第几族？
(1)1s22s22p63s23p5______________。
(2)[Kr]4d105s25p2______________。 (3)[Ar]3d34s2______________。 (4)[Ar]3d104s1______________。 (5)[Ar]4s1______________。
周 期 １
２ ３ ４ ５ ６
元 素 数 目 2 8 18 18 32 32
外围电子排布 ⅠA－ⅡA ⅢB－Ⅷ ⅠＢ－ⅡＢ ⅢＡ－ ⅦＡ ０族
1S1
２S1－2 ３S1－2 ４S1－2 ５S1－2 ６S1－2 ３d1－9 4s2 4d1-9 5s2 4f1－14 5d1－10
1S2
2S22p1 －5 2S22p6 3S23p1 －5 3S23p6 3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6 5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
各区元素特点： 小结
包括元素 价电子排布 元素分类 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1、ns2 活泼金属 2np1～6 n s p区 ⅢA～零族 大多为非金属 d区 ⅢB～Ⅷ族 (n－1)d1～9ns2 过渡元素 ds区 ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 过渡元素 （n－2）f0～14ns2 过渡元素 f区 镧系和锕系
①主族元素：主族序数=价电子数=最外层电子数 ②副族元素：以外围（n-1）dns的电子总数判断 A、电子总数为3~7，ⅢB~ⅦB B、电子总数为8~10，Ⅷ C、电子总数为11~12，ⅠB和ⅡB
规律:由元素的价电子结构判断. 1.nsX n 周期 XA 族 2.ns2npX n 周期 (2+X)A 族 3.(n-1)dXnsY n 周期(X+Y)B 族 (X+Y≤7) X+Y=8/9/10时为n 周期VIII族 4.(n-1)d10nsX n 周期XB 族 练习:写出下列价电子结构所对应的周期表的位置 A. 4s24p5 B. 3d54s1 C. 4d105s2 D. 5s1 E. 3d74s2 F. 6s26p6 G. 1s2
三.核外电子排布与原子半径
1.原子半径的概念
假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径.
2.原子半径的测定 常用法: 固体密度(d)--1摩尔原子的体积(Vm)-一个原子体积(V)—按球的体积公式求半径(r) 练习1:写出求半径的一般公式. 练习题:已知:金属铜的密度d=8.9g.cm-3,求铜原子的半 径.
６
32
６S1－2
4f1－14 5d1－10
5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
周 期 １
２ ３ ４ ５
元 素 数 目 2 8 18 18 32
外围电子排布 ⅠA－ⅡA ⅢB－Ⅷ ⅠＢ－ⅡＢ ⅢＡ－ ⅦＡ ０族 1S2 2S22p1 －5 2S22p6 3S23p1 －5 3S23p6 ３d1－9 4s2 4d1-9 5s2 3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6
1.同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小 ,而且减小 2.同一主族元素原子半径从上而下逐渐变小。 的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应 这是因为增加一个电子层，就使得核电荷 增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增 对外层的电子的吸引力变小，而距离增加 大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有 得更大，所以导致核对外层电子的吸引作 气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同 用处于次要地位，原子半径当然逐渐变大。 一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子 的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小
1S1
２S1－2 ３S1－2 ４S1－2 ５S1－2
６
32
６S1－2
5d1－10 4f1－14
5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
按照电子排布，可把周期表的元素划 分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。
【想一想】 划分区的依据是什么？ s区、d 区、ds区、p区分别有几个纵列？
[例题]某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子
的四个量子数为n＝3， l＝2， m＝2， ms＝+1/2。
试回答：
（1）写出该元素原子核外电子排布式。
（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的
分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及
最高正化合价。
答案: 核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2 原子序数为21, 处于周期表中的d区第4周期 ⅢB族， 是金属元素，最高正价为＋3.
周 期 １
２ ３ ４ ５ ６
元 素 数 目 2 8 18 18 32 32
外围电子排布 ⅠA－ⅡA ⅢB－Ⅷ ⅠＢ－ⅡＢ ⅢＡ－ ⅦＡ ０族
1S1
２S1－2 ３S1－2 ４S1－2 ５S1－2 ６S1－2 ３d1－9 4s2 4d1-9 5s2 4f1－14 5d1－10
1S2
2S22p1 －5 2S22p6 3S23p1 －5 3S23p6 3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6 5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
s区和p区的共同特点是： 最后1个电子都排布 在 最外层 ，除零族外，最外 层电子的总数等于该元素 族序数 的 。除零族外，s区 和p区的元素都是主族元素。
d区元素
它们的价层电子构型 1 ～ 9 2 是(n－1)d ns ，最后1个电 子基本都是填充在 (n－1)d 轨 道上，位于长周期的中部。这 些元素都是 金属 ，常有可变 化合价，为过渡元素。它包 括 ⅢB～Ⅷ 族元素。
ds区元素
～2 价层电子构型是(n－1)d10ns1， 即次外层d轨道是充满的，最外层 轨道上有1～2个电子。它们既不 同于s区，也不同于d区，称为ds ⅠB和ⅡB 族，处于周 区，它包括 期表d区和p区之间。它们都 是 金属 ，也属过渡元素。
f区元素 最后1个电子填充在f轨 道上，价电子构型是：（n－ 0 ～ 14 2 0 ～ 2）f ns ,或(n – 2)f 14、(n－1)d 0～2ns2，它包括 镧系和锕系元素（各有14种 元素）。
(1)过渡元素中同族内的元素的价电子排布式也并不
完全相同。如VB族中钒为3d34s2而铌为4d45s1。 (2)过渡元素价电子排布并不都为(n－1)d1～10ns1～2， 镧系、锕系元素的价电子排布为(n－2)f0～14 (n－1)d0～
2ns2。
周 期 １
２
元 素 数 目 2 8
价电子排布 ⅠA－ⅡA ⅢB－Ⅷ ⅠＢ－ⅡＢ ⅢＡ－ ⅦＡ ０族
长周期 不完全周期
1）除第一周期外, 各周期均以填充 s 轨道 的元素开始, 并以填充满p 轨道的元素告终. （第一周期除外）