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1、第二讲 基态原子核外电子排布一、复习第一讲1、 能层：多电子原子的核外电子的能量是不同的。按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。2、 能级：多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的台阶。3、 电子云：氢原子只有一个电子，右图中有许多小黑点，可见这些小黑点不是电子本身。那么，图中的小黑点是什么呢？小黑点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。为了形象化地表示出电子的概率密度分布，可以将其看作为带负电荷的电子云。电子出现概率密度大的地方，电子云浓密一些，电子出现概率密度小的地方，电子云稀薄一些。因此，电子云的正确意义并不是电
2、子真的象云那样分散，不再是一个粒子，而只是电子行为统计结果的一种形象表示。电子云图象中每一个小黑点表示电子出现在核外空间中的一次概率，概率密度越大，电子云图象中的小黑点越密。电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率90的空间圈出来。所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径大小不同。同一原子的能层越高，s电子云半径越大，是由于电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，即2s电子比1s电子能量高。除s电子云外，其他空间运动状态的电子云都不是球形的，如p电子云是
3、哑铃型的，而且无论2p、3p、4p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py、pz，右下标x、y、z分别是p电子云在坐标里的取向。原子轨道，量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。能层K能级1S原子轨道数1个最多电子数2二、基态与激发态基态：处于最低能量的原子叫做基态原子。激发态：原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级的状态。激发态是短寿命的，很容易返回到基态，同时放出多余的能量。产生激发态的方法主要有：光激发。处于基态的原子或分子吸收一定能量的光子，可跃迁至激发态，这是产生激发态的最主要方法。放电。主要用于激励原子，如高压汞灯、氙弧光灯。化学激活。某些放热
4、化学反应可能使电子被激发，导致化学发光。三、核外电子填充规则(1)泡利原理在一个轨道里最多只能容纳2个电子，它们的自旋方向相反。(2)洪特规则基态多电子原子中同一能级的轨道能量相等，称为简并轨道；基态多电子原子的电子总是首先自旋平行地、单独地填入简并轨道。例如，2p能级有3个简并轨道，如果2p能级上有3个电子，它们将分别处于2px、2py和2pz轨道，而且自旋平行，如氮原子。如果2p能级有4个电子，其中一个轨道将有1对自旋相反的电子，这对电子处于哪一个2p轨道可认为没有差别。(3)能量最低原理基态原子是处于最低能量状态的原子。能量最低原理认为，基态原子核外电子的排布力求使整个原子的能量处于最低
5、状态。四、构造原理想一想：原子的核外电子可以完全按能层次序排布，填满一个能层再开始下一个能层吗？为什么钾原子的排布不是2、8、9，而是2、8、8、1呢？1、随核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道，叫做构造原理。1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d 从图上可以看到，从第三层起就有能级交错现象，例如，3d电子的能量似乎应该低于4s，而实际上E3dE4s。按照能量最低原理，电子在进入核外电子层时，不是排完了了3p就排3d，而是先排4s。2、随核电荷数递增,电子每一次从填入ns能级开始到填满np能级,称为建立一个周期，于是有：
6、 周期: ns开始np结束 同周期元素的数目 第一周期：1s 2 第二周期：2s，2p 第三周期：3s，3p 第四周期：4s，3d，4p 第五周期：5s，4d，5p 第六周期：6s，4f，5d，6p 第七周期：7s，5f，5d，. 想一想：1、第3周期的元素有无d能级轨道？ 2、为什么最外层不超过8个电子？3、为什么次外层不超过18个？五、描述核外电子排布的化学用语1、电子排布式：用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。例如：氢：1s1 钠：1s22s22p63s1练习1：依据构造原理，写出短周期元素的原子核外电子排布式练习2、写出下列元素基态原子的电子排布式：（1）Ca
7、（2）26Fe （3）24Cr （4）29Cu 。（5）35 Br （6）36Kr 。 洪特规则: 对于基态原子来说，在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。 洪特规则的特例：能量相等的轨道全充满、半充满或全空的状态比较稳定。 全充满（p6，d10）全空时（p0，d0）半充满（p3，d5）练习3、写出第四周期其他元素基态原子的电子排布式。2、简化的电子排布式原子实：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”。以稀有气体的元素符号外加方括号表示。例如 ：16S： 1s2 2s2 2p6 3s23p4 Ne 3s23p4 21Sc： 1s2 2s2 2p6 3s23p63d1 4s2 Ar 3d14s2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。3、 外围电子排布式（价电子排布式） 在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去“原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）例如： O：He2s22p4 2s22p4 Si：Ne3s23p2 3s23p2Fe：Ar3d64s2 3d64s2练习：写出短周期元素基态原子的价电子排布式。1
