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第一章 原子结构与性质
第一节 原 子 结 构
第2课时 构造原理与电子排布式
人教版高中化学选必二
根据以往所学咱们知道，核外电子分层排布：先排低能层，再排高能层。
例：
原子核外有多少个能层？各能层各含哪些能级？每个能级最多含多少电子？
能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
思考：能层的电子，还被分成不同能级。那么，核外电子在能级中依据什么规律排布？核外电子在能级中的排布又可以如何表示？
核外电子按照构造原理在能级上进行填充
任务一 构造原理
1. 定义 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序。[分析大量元素的基态原子核外电子排布的基础上抽象出来的经验规律]
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，填满一个能量低的能级后再填一个能量高的新能级。
2. 表示
横行：能层
纵列：对应能级
连线：电子填入顺序
②1s为起点
③上穿下不穿
①45°左倾
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p ... ...
任务一 构造原理
3. 规律
ns → (n-2)f → (n-1)d → np
4. 能级交错
从第三能层开始部分能级不完全遵循能层顺序，内层能级能量比外层能级高，称之为能级交错现象。
任务二 电子排布式
1. 含义 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子
2. 书写方法
①按照构造原理依次将电子填入能级：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p…
②根据各能级容纳的电子数填充电子。
③去掉空能级，并按照能层顺序排列。
能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
21Sc填充电子数
电子排布式 2
2
6
2
2
6
1
1s22s22p63s23p63d14s2
Sc：1s22s22p63s23p63d14s2
能级符号
能层序数
该能级上的电子数
H 1s1
He 1s2
Li 1s22s1
Be 1s22s2
B 1s22s22p1
C 1s22s22p2
N 1s22s22p3
O 1s22s22p4
F 1s22s22p5
Ne 1s22s22p6
Na 1s22s22p63s1
Mg 1s22s22p63s2
Al 1s22s22p63s23p1
Si 1s22s22p63s23p2
P 1s22s22p63s23p3
S 1s22s22p63s23p4
Cl 1s22s22p63s23p5
Ar 1s22s22p63s23p6
K 1s22s22p63s23p64s1
Ca 1s22s22p63s23p64s2
练习：根据构造原理，写出前20号元素基态原子核外电子排布式。
任务二 电子排布式
任务二 电子排布式
3. 简化电子排布式与价电子排布式
为了避免电子排布式书写过繁，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分写成“原子实”,用[ ]括起来，其余电子补充在外。
书写He、Ne、Ar基态原子核外电子排布式，O、Al、Fe基态原子核外电子排布式及简化电子排布式。
He：1s2
Ne：1s22s22p6
Ar：1s22s22p63s23p6
O 1s22s22p4 [He]2s22p4
Al 1s22s22p63s23p1 [Ne]3s23p1
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2
原子实表示的电子称为内层电子，通常不参与成键；
原子实外的电子称为价层电子，决定元素的化学性质。
练习：写出1～20号元素原子的简化电子排布式和价电子排布式。
1H: ;
2He: ;
3Li: ;
4Be: ;
5B: ;
6C: ;
7N: ;
8O: ;
9F: ;
10Ne: ;
11Na: ;
12Mg: ;
13Al: ;
14Si: ;
15P: ;
16S: ;
17Cl: ;
18Ar: ;
19K: ;
20Ca: 。
[He]2s1
1s1
1s2
2s1
[He]2s2
2s2
[He]2s22p1
2s22p1
[He]2s22p2
[He]2s22p3
[He]2s22p4
2s22p2
2s22p3
2s22p4
[He]2s22p5
[He]2s22p6
2s22p5
2s22p6
[Ne]3s1
3s1
[Ne]3s2
[Ne]3s23p1
[Ne]3s23p2
[Ne]3s23p3
[Ne]3s23p4
3s2
3s23p1
3s23p2
3s23p3
3s23p4
[Ne]3s23p5
[Ne]3s23p6
[Ar]4s1
[Ar]4s1
3s23p5
3s23p6
4s1
4s2
任务二 电子排布式
任务二 电子排布式
练习：写出20-30号元素基态原子核外电子排布式、简化电子排布式。
Sc 1s22s22p63s23p63d14s2
Ti 1s22s22p63s23p63d24s2
V 1s22s22p63s23p63d34s2
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
Co 1s22s22p63s23p63d74s2
Ni 1s22s22p63s23p63d84s2
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
Zn 1s22s22p63s23p63d104s2
[Ar]3d14s2
[Ar]3d24s2
[Ar]3d34s2
[Ar]3d54s1
[Ar]3d54s2
[Ar]3d64s2
[Ar]3d74s2
[Ar]3d84s2
[Ar]3d104s1
[Ar]3d104s2
当p、d、f 能级处于全空、全充满p6、d10、f14 或半充满状态p3、d5、f7 时，能量相对较低，原子结构较稳定。
1s22s22p63s23p63d1~104s2
任务二 电子排布式
写出31-35号元素基态原子核外电子排布式、简化电子排布式。
原子序数 元素名称 元素符号 电子排布
K L M N
31 镓 Ga
32 锗 Ge
33 砷 As
34 硒 Se
35 溴 Br
36 氪 Kr
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6
序数尾数与4p数值相同
1s22s22p63s23p63d104s24p1~6
[Ar]3d104s2 4p1~6
注意别忘写d能级
任务二 电子排布式
思考：为什么 的原子结构示意图不是 ，而是 ？写出K的电子排布式。
原子核外电子较多的原子，其电子排布存在交错现象。 KKK K原子在排满第二层后，先排3s、3p 能级，3d 能级能量高于4s 能级，故最后一个电子排入4s 能级而不是3d<能级，所以它的原子结构示意图是
K的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1
结论：构造原理的能级交错现象很好的解释了电子排布规律。最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。次外层最多能容纳的电子数不超过18个。倒数第三层电子数不超过32个。
任务二 电子排布式
4. 简单离子的电子排布式
阴离子：原子得到的电子填充在最外层未满能级
阳离子：原子失去价层电子
练习：写出下列离子核外电子排布式。
F- 1s22s22p6
Br- 1s22s22p63s23p63d104s24p6
Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10
Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5
Cu+ 1s22s22p63s23p63d10
Cu2+ 1s22s22p63s23p63d9
课堂练习
（2024河北）钒原子的价层电子排布式为___________
（2024安徽）基态Ni原子价电子排布式为___________
（2023重庆）O2-的核外电子排布式为___________
（2023全国卷）基态Fe原子价电子排布式为___________
（2024浙江）基态Cr2+的简化电子排布式为___________
3d84s2
3d34s2
[Ar]3d4
3d64s2
1s22s22p6

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