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1、第一章 原子结构与性质,第一节 原子结构 （第2课时）,三、构造原理与电子排布式,构造原理：P5 随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电子的排布遵循如右图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。,【思考】：有何规律？,核 外 电 子 填 充 顺 序 图,构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d,各能层能级能量关系,能级交错,构造原理中排布顺序的实质,(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： (2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： (3) 不同层不同能级可由下面的公式得出:,-各能级的能量高低顺序,n
2、snpndnf,1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d,ns(n-2)f(n-1)dnp (n为能层序数),1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：( ) A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p,C,练习：,电子排布式：,氢 H 钠 Na 铝 Al,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p1,1s1,用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。,原子结构示意图,电子排布式,Li: 1s22s1,请写出410号元素原子的电子排布式。,4 铍Be 5 硼B 6 碳C 7 氮N 8 氧O 9 氟F 10 氖N
3、e,1s2 2s2 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 1s2 2s22p5 1s2 2s22p6,【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式。,Cl: K: 26Fe:,1s2 2s22p6 3s23p5,1s2 2s22p6 3s23p6 4s1,1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2,注意书写：1s2 2s22p6 3s23p64s2 3d6,简单原子的电子排布式： 按构造原理将电子依次排布在能量逐渐升高的能级中,练习：请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式： （1）Ne 。 （2）S 。,1s22s2
4、2p6,1s22s22p63s23p4,复杂原子的电子排布式： 对于较复杂的电子排布式，应先按构造原理（能量最低原理）从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起,练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。,钪Sc： ； 钛Ti： ； 钒V： ； 铬Cr： ； 锰Mn： ； 铁Fe： ； 钴Co： ； 镍Ni： ；,1s22s22p63s23p63d14s2,1s22s22p63s23p63d24s2,1s22s22p63s23p63d34s2,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d54s2,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22
5、s22p63s23p63d74s2,1s22s22p63s23p63d84s2,练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。,铜Cu： ； 锌Zn： ； 镓Ga： ； 锗Ge： ； 砷As： ； 硒Se： ； 溴Br： ； 氪Kr： ；,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s2,1s22s22p63s23p63d104s24p1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,1s22s22p63s23p63d104s24p3,1s22s22p63s23p63d104s24p4,1s22s22p63s23p63d104s24p5
6、,1s22s22p63s23p63d104s24p6,特殊原子的电子排布式： 符合能级排布电子为全满或半满状态时最稳定原则,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d104s1,练习：136号元素中是否都遵循构造原理？ 举出能否具体的例子？,原子的简化电子排布: 为了方便，常把内层已达到稀有气体的电子层结构的部分写成“原子实”，用稀有气体符号外加方括号来表示,Ne3s1,练习：写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗？,上式方括号里的符号的意义是：,该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构,Na的简化电子排布：,He2s22p4,Ne
7、3s23p2,Ar3d64s2,下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）,A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6,B. O2- 1s22s23p4,C. Cl- 1s22s22p63s23p5,D. Ar 1s22s22p63s23p6,BC,练习 1：,练习2： 1.电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子， 则该元素的核电荷数是_,18,2构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是 各能级能量高低，若以E 表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是 ( ) AE(3s)E(2s)E(1s) BE(3s)E(3p)E(3d) CE(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E
8、(4s)E(4f),3一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是( ) A +1 B +2 C +3 D -1,C,A,4.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( ) A.Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6 C.Na+ 1s22s22p6 D. Si 1s22s22p2 5.下列表达方式错误的是( ) A.甲烷的电子式 B.氟化钠的电子式 C.硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4 D.碳12原子符号 126C,D,C,电子云形状 s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同； p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)；
9、 d电子云是花瓣形； f电子云更为复杂。,原子轨道,S能级的原子轨道图,* S能级的原子轨道是球形对称的,* 能层序数n越大,原子轨道半径越大,* P能级的原子轨道是哑铃形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以Px,Py,PZ表示。,P能级的原子轨道图,原子轨道图,S能级的原子轨道图,P能级的原子轨道图,d能级的原子轨道图,思考：回忆 s p d f 能级分别最多容纳电子个数？,P5 第二段最后一句话,观察下图，这些图称为原子的电子排布图。,1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？,2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？,科学探究,1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相
10、反(顺时针、逆时针)。 -泡利原理,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。-洪特规则,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” 。,泡利原理,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,1s 2s,电子排布图,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,洪特规则,对于基态原子，电子在
11、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 2s22p2,1.每个原子轨道上最多能容纳_个电子，且自旋方向_,科学研究,2.当电子排在同一能级时有什么规律？,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是_，而且自旋方向_,洪特规则,2,不同,泡利原理,首先单独占一个轨道,相同,N,O,C,练习1：写出 24Cr 29Cu 电子排布式,29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1,24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1,洪特规则特例：,洪特规则特例：,相对稳定的状态,全充满（p6，d10，f14）,全空时（p0，d0，f0）,半充满（p3，d
12、5，f7）,泡利原理： 洪特规则：,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋状态相同。,一个原子轨道最多容纳2个电子，而且自旋方向相反。,洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定,铁原子的电子排布图,洪特规则,泡利原理,能量最低原理,1s,2s,2p,3p,3d,3s,4s,能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。,注意：,小结：核外电子排布规则,1.能量最低原理,2.泡利不相容原理,3.洪特规则,3.其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的
13、是（ ）,A,B,C,D,C,想一想,4.当碳原子的核外电子排布由,转变为,时，下列说法正确的是 （ ）,A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 C.碳原子要从外界环境中吸收能量 D.碳原子要向外界环境释放能量,A C,巩固,1s,2s,2p,3s,3p,3d,5下列有关原子轨道的叙述中不正确的（ ） A.氢原子的3s轨道能量较3p能级低 B.锂原子的2s与5s 轨道皆为球形分布 C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多 D.能层n4的原子轨道最多可容纳16个电子,课堂练习,CD,6基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（ ） A
14、 B C D,C,课堂练习,7、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。,请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。,结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数 及各能层上的电子数。 电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级 上的电子数。 电子排布图：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子 分布情况，自旋方向。,小结：,一、原子核外电子排布遵循的原理和规则,二、原子核外电子排布的表示式,能量最低原则,泡利不相容原理,洪特规则,电子排布式,电子排布图,确定原子序数,解答基态原子电子排布问题的一般思路：,能级排布,电子排布,小结：,巩固练习,1、某元素原子序数为24，试问：,(1)该元素电子排布式：,1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1,(2)它有 个能层； 个能级；占有,个原子轨道。,(3)此元素有 个未成对电子；它的价电子数是 。,6,4,7,15,6,巩固练习,2、填表：,4,1s22s2,第2周期第A族,13,第3周期第A族,Al,22,1s22s22p63s23p6
