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第一节 原子结构
第4课时
第一章 原子结构与性质
考点
核外电子的表示方法
原子核外电子的排布规则
01
02
通过前面的学习，我们知道：核外电子排布在原子轨道中，你知道它们是按照什么规律排布的呢以及核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？
原子核外电子的排布规则
核外电子在原子轨道中的排布规律
1925年，泡利根据多电子原子的原子光谱正式提出泡利原理：基态原子中的同一个原子轨道内最多填充两个电子，且二者的自旋方向相反。
排布规律一：泡利原理
理论物理学界的天才-泡利
原子核外电子的排布规则
核外电子在原子轨道中的排布规律
核外电子排布表示方法：轨道表示式
电子排布的轨道表示式 (电子排布图)
用方框表示原子轨道，在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级
例如：8O的轨道表示式如下：
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
↑
2p
↑
↑
O
核外电子排布表示方法：轨道表示式
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
↑
2p
↑
↑
O
简并轨道： 。
电子对： 。
单电子： 。
自旋平行： 。
氧原子中，有 对电子对，有 个单电子。
氧原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子
一个原子轨道中只有一个电子，该电子称为单电子
箭头同向的单电子称为自旋平行
3
2
5
8
能量相同的原子轨道
原子核外电子的排布规则
核外电子在原子轨道中的排布规律
核外电子排布表示方法：轨道表示式
练、请写出基态碳原子所有可能的轨道表示式。
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
↑
2p
①
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
2p
↑
②
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
2p
↑
③
排布规律二：洪特规则
弗里德里希·洪特
内容：
基态原子中，填入 的电子总是先单独分占，且自旋平行。
特例
在简并轨道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。
简并轨道
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
↑
2p
①
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
2p
↑
②
↑
↑
1s
↑
↑
2s
↑
2p
↑
③
排布规律二：洪特规则
弗里德里希·洪特
内容：
基态原子中，填入 的电子总是先单独分占，且自旋平行。
特例
在简并轨道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。
简并轨道
较低
较大
全充满：p6、d10、f14
半充满：p3、d5、f7
全空：p0、d0、f0
体系能量较低原子较稳定
排布规律二：洪特规则
全充满：p6、d10、f14
半充满：p3、d5、f7
全空：p0、d0、f0
体系能量较低原子较稳定
如：24Cr的电子排布式为____________________，为半充满状态。
1s22s22p63s23p63d54s1
3d 4s
↑↓
Cr
↑
↑
↑
↑
只有一组全满的简并轨道
体系能量高原子不稳定
有两组半满
的简并轨道
体系能量低原子稳定
3d 4s
↑
Cr
↑
↑
↑
↑
↑
排布规律二：洪特规则
全充满：p6、d10、f14
半充满：p3、d5、f7
全空：p0、d0、f0
体系能量较低原子较稳定
如：24Cr的电子排布式为____________________，为半充满状态。
1s22s22p63s23p63d54s1
练：29Cu的价层电子的轨道表示式为___________________。
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑
3d
↑
4s
↑
↑
排布规律三：能量最低原理
内容：
在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低。
因素：
整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定。
能量最低原理的补充：
当相邻能级能量差别不大时，有1～2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如：所有副族元素的基态原子。
能量最低
核电荷数
电子数
电子状态
例1、写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。
15P： ________________________________________________ ，
有______对电子对，有______个单电子。
(2) 25Mn：________________________________________________，
有______种空间运动状态，有______个单电子，属于半充满。
6
3
15
5
电子排布式与轨道表示式的比较
电子排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数
实例 K：1s22s22p63s23p64s1
简化电子排布式 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原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示
意义 避免书写电子排布式过于繁琐
实例 K：[Ar]4s1
轨道表 示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态
实例 Al：
例2、按要求填空。
(1) 17Cl的电子排布式：__________________________。
(2) 17Cl的价电子排布式：_________________________。
(3) 17Cl－的电子式：___________。
(4) 17Cl的价电子轨道表示式：__________________。
(5) 17Cl的原子结构示意图：________。
(6) 第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式：______________________________。
未成对电子数及其占据的原子轨道 元素符号及价电子排布
1 4s K：4s1，Cu：3d104s1
3d Sc：3d14s2
4p Ga：4s24p1，Br：4s24p5
2 3d Ti：3d24s2，Ni：3d84s2
4p Ge：4s24p2，Se：4s24p4
3 3d V：3d34s2，Co：3d74s2
4p As：4s24p3
4 3d Fe：3d64s2
5 3d Mn：3d54s2
6 3d和4s Cr：3d54s1
第四周期未成对电子数规律
量子力学的发展
19世纪末，经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦、康普顿等一大批物理学家共同创立的。
1927年 第五届索尔维会议
[2021全国甲卷] Si的价层电子排布式为 。
3s23p2
[2021广东卷] 基态硫原子价电子排布式为 。
3s23p4
[2021山东卷] 基态F原子核外电子的运动状态有 种。
9
[2021湖南卷] 基态硅原子最外层的电子排布图为 。
↑
↑
3s
↑
3p
↑
[2021河北卷] (1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是 (填离子符号)。
(2)原子中运动电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1/2表示，与之相反的用 1/2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
[2021八省联考湖南卷] As4S4俗称雄黄，其中As基态原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 个未成对电子。
K＋和P3
+3/2或 3/2
3d104s24p3
3
As为33号元素
第一节
原子的结构与性质
第4课时
电子排布的轨道表示式(电子排布图)
核外电子在原子轨道中的排布规律
电子排布式与轨道表示式的比较
排布规律一：泡利原理
排布规律二：洪特规则
排布规律三：能量最低原理
简并轨道
电子对
单电子
自旋平行
用方框表示原子轨道，在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级
THANKS
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