基态原子的核外电子排布
基态原子的核外电子排布全面版
三、价电子 1．与___化__学__性_质_______密切相关的最外层原 子轨道上的电子，称为价电子。 2．为了便于研究化学性质与核外电子间的关 系，人们常常只表示出原子的_价__电__子___排布。
思考感悟 价电子就是最外层电子吗？ 【提示】 不是。价电子是指决定元素化学性质 的电子。最外层电子是价电子，但有的内层电子 也是价电子，如铁原子3d轨道上的电子也参与化 学反应，也属于价电子。
锰。 (2)4s 半 充 满 为 4s1 ， 可 能 的 价 电 子 排 布 式 为 4s1、3d54s1、3d104s1，原子的核外电子排布 式为[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1分别为 19号元素钾，24号元素铬，29号元素铜。 答案：(1)3d54s1铬、3d54s2锰 (2)4s1钾、3d54s1铬、3d104s1铜
____________________________________ ____________________________________。
解析：(1)3d半充满，可能的价电子排布式为 3d54s1、 3d54s2， 原子的 核 外电子 排 布式为 [Ar]3d54s1、[Ar]3d54s2为24号、25号元素铬、
第2节 原子结构与元素周期表
第1课时 基态原子的核外电子排布
学习目标
1.了解原子核外电子的能级分布。 2.掌握基态原子的核外电子排布规律，掌握常 见元素(1～36号)原子的核外电子排布。 3.学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示 核外电子排布。
第1课时
课前自主学案 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练
自主体验
1．在d轨道中电子排布成
，而不
排布成
，其最直接的根据是( )
基态原子的核外电子排布原子轨道
对化学反应和材料 科学的理解
电子排布和原子轨道理论有助于理解化 学反应的本质和过程，预测反应的可能 性、速率和产物。
通过电子排布和原子轨道理论，可以深 入理解材料的物理和化学性质，为新材 料的研发和应用提供理论支持。
电子排布和原子轨道理论在能源、环境、 生物医学等领域也有广泛应用，为解决 实际问题提供了重要的理论工具。
重要性
化学性质 物理性质 物质性质 科研应用 原子核外电子排布决定了原子的化学性质，影响 元素之间的化学反应。 原子轨道影响原子的磁性、电导率等物理性质。 不同元素的原子核外电子排布不同，导致物质性 质差异，如金属、非金属、半金属等。 研究原子轨道对于理解物质性质、设计新材料、 新药物等具有重要意义。
泡利原理
一个原子轨道最多只能容纳自旋方向相反的两个电子。
洪特规则
在等价轨道上，电子将排满自旋方向相同的电子，即基态原子核外电子的填充 要优先满足能量最低原理，先填满能量较低的轨道，再填能量较高的轨道，并 且要使轨道上电子自旋方向相同。
原子轨道填 充顺序
1s→2s→2p→3s→3 p→4s→3d→4p→5s →4d→5p→6s→4f →5d→6p…
5
Part One
电子排布与元素性质的关系
电负性
电负性是描述原子吸引电子能力的度量， 通常用X表示。 电负性越大，原子吸引电子的能力越强， 反之则越弱。 电负性随原子序数增加而减小，这是因 为随着原子序数增加，原子半径增大， 原子核对外层电子的吸引力减小。
金属性和非金属性
添加标题
添加标题
添加标题
在任何一个原子中， 不可能存在四个量子 数完全相同的电子。
洪特规则
在等价能级中，电子 优先以自旋方向相同 的方式占据轨道。
基态原子的核外电子排布原子轨道
1s22s22p63s1
[Ne]3s1
右上角
(2)电子排布图:用方框表示原子轨道,用不同方向的箭头表示自旋状态不同的电子的式子。
如氮原子的电子排布图是
。
合作探究·核心归纳 (1)电子排布的表示形式中最能形象表示电子排布的是哪一种? 提示:电子排布图。它不仅表示各个能级的电子数目,还表示出在各个能级的分布。
原子 结构 示意
图
含义 实例
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
电子 排布
式
含义 实例
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子 K:1s22s22p63s23p64s1
简化 电子 排布
式
电子 排布
图
含义 实例 含义
为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体结构的部 分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 K:[Ar]4s1
【方法规律】(1)对于复杂的原子或离子,若直接书写电子排布式有困难,可先写出原子的原子结构示 意图,再据此写出电子排布式,如
(2)离子的电子排布式的书写方法。 先写出原子的电子排布式,再根据电子的情况进行调整。如
【补偿训练】(2015·三亚高二检测)下列原子的外围电子排布式不正确的是 ( )
A.Fe:3d64s2
(2)下列原子的最外层电子的表示形式中,哪一种状态的能量较低? ①氮原子
②钠原子A.3s1 B.3p1 ③铬原子A.3d54s1 B.3d44s2 ④碳原子
提示:据洪特规则,电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同, 故①选B,④选A;据能量最低原理,核外电子先占有能量低的轨道,再占有能量高的轨道,②中由于s轨道 能量低于p轨道,故选A;③中d5为半充满状态,为相对稳定的状态,所以选A。
基态电子排布解读
C违反了洪特规则。
能量最低，最稳定。
如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(√)
[Cr：1s22s22p63s23p63d44s2(×)]
Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(√)
[Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(×)]
【练习】下列元素原子的电子排布式违背哪一规律？ (1) C (3) Ti 1s22s22p22p (2) Sc 1s22s22p63s23p10 1s22s22p63s23p63d3
②形状相同的原子轨道能量的高低： ↓↑ ↑↑ 为 1s<2s<3s< 4s…… 2s ，不能表示为 2s 。 ③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等： 2px=2py=2pz
【思考感悟】 (1)“n越大，能级的能量越高。”对吗？ (2)为什么K原子的原子结构示意图不是
基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序：
基态原子的核外电子排布
【学习目标】 知道原子核外电子排布的规则，能用排布
规则解释并表示常见元素 (1 ～ 36 号 ) 原子
核外电子的排布和价电子排布。
一、基态原子的核外电子排布规则
1．能量最低原理：原子核外电子总是优先占有 能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这 样使整个原子处于能量最低的状态。 2．泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两 各原子轨道的能量高低 2 个自旋状态相反的电子。如 2s 上的电子排布图 ns<np<nd<nf ①相同电子层上原子轨道能量的高低：
原子的原子结构示意图，再据此写出电子
排布式，如
(2)1～36号元素核外电子排布的特殊性
①最外层只有1个未成对电子的元素：
1~36号元素基态原子的核外电子排布
1~36号元素基态原子的核外电子排布广东郑春平基态原子是处于能量最低状态下的原子,基态原子的核外电子排布,决定了元素周期表的划分和原子半径的变化规律。
要认识基态原子的核外电子排布，必需要掌握排布原则和电子在原子轨道上的排布顺序。
.一、基态原子的核外电子排布三大原则1、能量最低原则：核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。
2、泡利不相容原理：一个原子轨道中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。
3、洪特规则：对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。
洪特规则实际上是为了更好的遵循能量最低原则，根据光谱实验结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在全充满（p6和d10）、半充满（p3和d5）和全空（p0和d0）状态时，体系能量最低，原子最稳定。
二、电子在原子轨道上的排布顺序多电子原子中，电子填充电子轨道时，一般先填满能量低的轨道，再填能量高的轨道原子轨道能量的高低存在以下规律：1、相同电子层上原子轨道能量的高低：ns<np<nd<nf2、.形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……3、电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2p x、2p y、2p z轨道的能量相等因此随核电荷数递增，基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道：1S，2S，2P，3S，3P，4S，3d，4P……。
其中，S、P、d分别有1、3、5个轨道，每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子，当原子最外层的轨道能量相同时，最后几个电子的排布要符合洪特规则。
当出现d轨道时，电子按ns、(n-1)d、np顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”。
电子排布顺序如图：三、原子核外电子排布的表示方法电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。
第一章 第一节 第3课时 原子核外电子排布规则(学生版)
第3课时 原子核外电子排布规则一、基态原子核外电子的排布原则1．能量最低原理原子核外的电子应优先排布在 的能级里，然后由里到外，依次排布在 的能级里。
能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s → →4p ”这一顺序)。
2．泡利原理(1)原理内容：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，而且它们的自旋状态 ，用方向相反的箭头“↑↓”表示。
(2)电子排布图 ①将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子分布的式子。
②以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字的意义为3．洪特规则(1)内容：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。
(2)特例在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有 的能量和 的稳定性。
相对稳定的状态⎩⎪⎨⎪⎧全充满：p 6、d 10、f 14全空：p 0、d 0、f 0半充满：p 3、d 5、f 7如24Cr 的电子排布式为 ，为半充满状态，易错写为1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2。
判断正误(1)基态多电子原子中，可以存在两个运动状态完全相同的电子( )(2)若将15P 原子的电子排布式写成1s 22s 22p 63s 23p 2x 3p 1y ，它违背了泡利原理( )(3)2p 3x 只违背了洪特规则( ) (4)某原子的最外层电子排布式为3s 23p 2，其有14种不同运动状态的电子( )深度思考1．以下列出的是一些原子的2p 能级和3d 能级中电子排布的情况，试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则。
(1)(2)(3)(4)(5)(6)违反泡利原理的有______，违反洪特规则的有______________。
2．用规范的化学用语表示下列基态原子核外电子电子排布情况。
(1)画出硼的电子排布图___________________，核外电子共有____种运动状态。
基态v的核外电子排布式
基态v的核外电子排布式核外电子排布式一、氢氢原子的基态v的核外电子排布式为1s1，也就是一个核外电子，占据了1s能级。
我们知道，氢原子只有一个核外电子，所以它的核外层结构就很简单，只有1s轨道。
二、锂锂原子的基态v的核外电子排布式为1s2 2s1。
由此可见，锂原子有两个核外电子，两个核外电子分别占据1s和2s能级。
因此，锂原子有两个核外电子轨道，分别是1s轨道与2s轨道。
三、硼硼原子的基态v的核外电子排布式为1s2 2s2 2p1。
由此可见，硼原子有三个核外电子，分别占据1s、2s和2p能级。
因此，硼原子有三个核外电子轨道，它们分别是1s轨道、2s轨道和2p轨道。
四、碳碳原子的基态v的核外电子排布式为1s2 2s2 2p2.因此，碳原子有四个核外电子，占据1s、2s和2p能级。
因此，它具有1s轨道、2s轨道、2p_x轨道和2p_y轨道四个核外电子轨道。
五、氧氧原子的基态v的核外电子排布式为1s2 2s2 2p4.由此可见，氧原子有六个核外电子，分别占据1s、2s和2p能级。
因此，氧原子有1s轨道、2s轨道、2p_x轨道，2p_y轨道，2p_z轨道和2p_z轨道六个核外电子轨道。
六、氟氟原子的基态v的核外电子排布式为1s2 2s2 2p5.也就是说，氟原子有七个核外电子，占据1s、2s和2p能级。
因此，它具有1s轨道、2s 轨道、2p_x轨道、2p_y轨道、2p_z轨道和2p_z轨道七个核外电子轨道。
综上所述，基态v原子的核外电子排布式逐渐变得复杂，当原子序数从氢至氟时，其基态v的核外电子排布式的复杂程度也由1s1变为1s2 2s2 2p5。
基态电子排布
电子层
【说明】书写电子排布式的格式： （1）元素符号； （2）轨道符号(带电子层数)； （3）电子个数（右上角）。
2020/4/9
N：1s22s22p3
8
②轨道表示式：用小圆圈(或方框、短 线)表示一个确定的___原_子__轨__道____，用“↑” 或“↓”来区别___自_旋__方__向____不同的电子。
各2．原泡子利轨原道理的：能每量个高原低子轨道上最多只能容纳两
①个相自同旋电状子态层相 上原反子的轨电道子能。量如 的高2低s2 ：上n的s<电np子<n排d<布nf图 ②为1形s<2↓ 状s2<相↑ s3s同<，4的s…不原…能 子轨表道示能为量的↑2高↑ s 低。：
③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等：
2020/4/9
15
【小结】原子的核外电子排布的表示方法
1、原子结构示意图： 2、电子排布式 K：1s22s22p63s23p64s1 3、简化电子排布式 K：[Ar]4s1 4、价电子排布式 Al：3s23p1 5、轨道表示式
特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu
等符合洪特规则特例的元素。
样使整个原子处于能量最低的状态。
【2思．考泡】利如原何理表：示每个氮原元子素轨基道态上原最子多的只核能外容纳电两子 排个 布自？旋状态相反的电子。如 2s2 上的电子排布图
为
↓↑ 2s
，不能表示为
↑↑ 2s
。
பைடு நூலகம்
2020/4/9
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核外电子排布的表示方式： ①电子排布式：将__能__级___上所容纳的电子数标在
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3 锂Li 1s2 2s1 4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 6 碳C 7 氮N 8 氧O 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4
9 氟F
1s2 2s22p5
10氖Ne 1s2 2s22p6
原子结构示意图
电子排布式
Li: 1s22s1
问题2
泡利(Pauli),奥地利科学家, 对于量子力学的形成以及原子结构 理论的发展有重大的贡献，获得 1945年诺贝尔物理奖。他对科学理 论有着很深刻的洞察力，语锋犀利， 被称为“理论物理学的心脏” 。
洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同的轨道 上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自 旋方向相同。
C 1s2 2s22p2
洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同的轨道 上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自 旋方向相同。
C 1s2 2s22p2
3 锂Li 1s2 2s1 4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 6 碳C 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2
2p
3d
3
2 1
小结：
一、原子核 外电子排布 遵循的原理 和规则 能量最低原则
泡利不相容原理
洪特规则 电子排布式 轨道表示式
二、原子核 外电子排布 的表示式
方法导引
解决基态原子电子排布问题的一般思路
能量最低原则
确定原子序数 泡利不相容原理 洪特规则
能级排布
轨道排布
思考题：
1.原子核外电子在排布时，最外层为什么不 超过8个电子？
14硅Si [Ne] 3s23p2
7 氮N
8 氧O
1s2 2s22p3
1s2 2s22p4
15磷P
16硫S
[Ne] 3s23p3
[Ne] 3s23p4
9 氟F
1s2 2s22p5
17氯Cl [Ne] 3s23p5
18氩Ar [Ne] 3s23p6
10氖Ne 1s2 2s22p6
想一想
第 3层 第 4层 第 2层 第 1层
想一想
第 3层 第 4层 第 2层 第 1层
Ca的原子核外电 子排布情况如何？
+20
K层
2
L层
8
8
2
M层 N层
核外电子排布规律：
(1)能量最低原则；
(2)各电子层最多 容纳2n2个电子； (3)最外层电子数不 超过8个(K层不超 过 2个 )
第 3层 第 4层 第 2层 第 1层
+20
K层
2
L层
8
8
2
M层 N层
核外电子排布规律：
(1)ห้องสมุดไป่ตู้量最低原则；
(2)各电子层最多 容纳2n2个电子； (3)最外层电子数不 超过8个(K层不超 过 2个 )
第 3层 第 4层 第 2层 第 1层
?
1
+20
K层
2
L层
8
9
M层 N层
核外电子排布规律：
(1)能量最低原则；
(2)各电子层最多 容纳2n2个电子； (3)最外层电子数不 超过8个(K层不超 过 2个 )
钙Ca
+20
K层
2
L层
8
8
2
钙Ca
M层 N层
[Ar] 4s2
鲍林（Pauling），
卓越的美国化学家。主
要研究结构化学，曾获
1954年诺贝尔化学奖和
1963年诺贝尔和平奖。
核 外 电 子 填 充 顺 序 图
7s 6s
7p 6p 6d
7 6
5s
4s
5p
4p
5d
4d
5f
4f
5 4
3s
2s 1s
3p
7 氮N
8 氧O
1s2 2s22p3
1s2 2s22p4
9 氟F
1s2 2s22p5
10氖Ne 1s2 2s22p6
3 锂Li 1s2 2s1 4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 6 碳C 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2
11钠Na [Ne] 3s1 12镁Mg [Ne] 3s2
13铝Al [Ne] 3s23p1
思考题：
2 .每个电子层最多容纳的电子数为什么为 2n2个（n代表电子层数）？
谢谢!
第 3层 第 4层 第 2层 第 1层
+20
K层
2
L层
8
8
2
M层 N层
问题1
从能级的角度看，能量由低到高 的顺序是怎样的？试以第一、二、三 能层所含能级加以说明。
↑
H: 1s1
电子排布式
nl 轨道类型
H: 电子层数
1 1s
x
电子数
原子结构示意图
电子排布式
Li: 1s22s1
练一练
请写出4~10号元素原子的电子排布式。
泡利不相容原理
一个原子轨道中最多只能容 纳两个电子，且这两个电子的自 旋方向必须相反，此时体系最稳 定，原子的总能量最低。
泡利不相容原理
电子排布式 轨道表示式
1s 2s
用一个○表示一个原子轨道， 在○中用“↑”或“↓”表示该轨 道上排入的电子。
Li: 1s22s1
问题3
?
C 1s2 2s22p2