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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 电子排布式
原子
光谱
能量
量子化
能级
知识回顾
能层
原子结构示意图
？
问题2：核外电子在能级中的排布又可以如何表示？
问题1：核外电子在能级中依据什么规律排布？
核外电子在能层中的排布规律
知识回顾
(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，
然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。
(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
(3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时
不能超过2个电子)。
能层 K L M N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
最多电子数
H
He
1
2 2 2 2
6 6 6
10 10
14
2
电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满。
Li
Be
2
1
2
2
当1s能级填满之后，电子优先填入能量较低的2s能级，直至填满。
能层 K L M N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
B
C
N
O
F
Ne
2 2
1
2 2
2
2 2 3
2 2 4
2 2 5
2 2 6
在1s、2s能级填满后，电子填入2p能级，直至2p能级填满。
能层 K L M N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
Na
Mg
Al
Si
··· ···
Ar
2 2 6
1
2 2 6 2
2 2 6 2
1
2 2 6 2 6
核外电子在能级中的排布顺序：
1s → 2s → 2p → 3s → 3p
2 2 6 2 2
根据核外电子在能层中的排布规律，分析K中电子在能级中的排布顺序，并画出K的原子结构示意图。
能层 K L M N
最多电子数 2 8 18 32
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
K
2 2 6 2 6
1
最外层电子数不超过8
核外电子在能级中的排布顺序：1s → 2s → 2p → 3s → 3p
→ 4s
Ca
2 2 6 2 6
2
K、Ca的光谱学实验均表明，二者最外层填充的电子均在4s能级。
当4s能级填满后，下一个电子应该填充在哪个能级？
能层 K L M N
最多电子数 2 8 18 32
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Sc 2 2 6 2 6 2
1
M层不是最外层，电子数不超过18
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d
任务一：认识构造原理
以光谱学事实为基础，从1s能级开始，随核电荷数递增，新增的电子填入能级的顺序称为构造原理。
每一行对应一个能层
每个小圈表示一个能级
电子在能级中排布顺序：
1s、2s、2p、3s、3p、4s、 、4p、5s、 、5p、6s、 、 、6p、
7s ······
4f
3d
4d
5d
电子在能级中排布顺序：
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s ······
随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，这种现象被称为能级交错。
填入顺序： ns＜ (n-2)f＜ (n-1)d＜np
口诀：1，22，33，434，545，6456等。
注意：
1、构造原理不是某个原子的能级的能量高低顺序，只是元素周期表中，随着核电荷数递增时，新增电子被填入能级的先后顺序。
2、在多电子原子中，能确定同一能层各能级顺序为
E(ns) ＜ E(np) ＜ E(nd) ＜ E(nf) ＜ ···
3、对于出现能级交错现象的轨道，如3d和4s，二者能量的高低不是一成不变的，只是电子按照这样的顺序填充之后，能使整个原子处于能量最低的状态。
请根据构造原理分析15P、25Mn的核外电子在能级中的排布。
能级排布顺序
15P
25Mn
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
2 2 6 2 5
2 2 6 2 6 2 5
构造原理作为一个理论模型，具有一定的局限性。对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。
能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
29Cu
2 2 6 2 6 1 10
铬、铜的电子排布源于光谱学事实，是从实验事实得到，不符合构造原理。当理论与客观事实出现矛盾时，必须遵循客观事实。
半充满
能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
24Cr
2 2 6 2 6 1 5
全充满
当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。
任务二：书写电子排布式
常用电子排布式表示原子的核外电子在能级中的排布。
Al原子电子排布式：1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
能层
能级
能级上容纳的电子
注意：从左到右，能级按照离原子核由近到远依次排列，而不是按构造原理顺序写！
请根据构造原理，写出1～36号元素基态原子的电子排布式。
He 1s2
H 1s1
Ne 1s22s22p6
F 1s22s22p5
O 1s22s22p4
N 1s22s22p3
C 1s22s22p2
B 1s22s22p1
Be 1s22s2
Li 1s22s1
Ar 1s22s22p63s23p6
Cl 1s22s22p63s23p5
S 1s22s22p63s23p4
P 1s22s22p63s23p3
Si 1s22s22p63s23p2
Al 1s22s22p63s23p1
Mg 1s22s22p63s2
Na 1s22s22p63s1
Ca 1s22s22p63s23p64s2
K 1s22s22p63s23p64s1
1～20号:
请根据构造原理，写出1～36号元素基态原子的电子排布式。
21～36号:
Ni 1s22s22p63s23p63d84s2
Co 1s22s22p63s23p63d74s2
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
V 1s22s22p63s23p63d34s2
Ti 1s22s22p63s23p63d24s2
Sc 1s22s22p63s23p63d14s2
Zn 1s22s22p63s23p63d104s2
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Kr 1s22s22p63s23p63d104s24p6
Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5
As 1s22s22p63s23p63d104s24p3
Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2
Ga 1s22s22p63s23p63d104s24p1
Se 1s22s22p63s23p63d104s24p4
Ne 1s22s22p6
F 1s22s22p5
O 1s22s22p4
N 1s22s22p3
C 1s22s22p2
B 1s22s22p1
Be 1s22s2
Li 1s22s1
He 1s2
H 1s1
Ca 1s22s22p63s23p64s2
K 1s22s22p63s23p64s1
Ar 1s22s22p63s23p6
Cl 1s22s22p63s23p5
S 1s22s22p63s23p4
P 1s22s22p63s23p3
Si 1s22s22p63s23p2
Al 1s22s22p63s23p1
Mg 1s22s22p63s2
Na 1s22s22p63s1
Ni 1s22s22p63s23p63d84s2
Co 1s22s22p63s23p63d74s2
Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
V 1s22s22p63s23p63d34s2
Ti 1s22s22p63s23p63d24s2
Sc 1s22s22p63s23p63d14s2
Mn 1s22s22p63s23p63d54s2
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Zn 1s22s22p63s23p63d104s2
Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
Kr 1s22s22p63s23p63d104s24p6
Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5
As 1s22s22p63s23p63d104s24p3
Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2
Ga 1s22s22p63s23p63d104s24p1
Se 1s22s22p63s23p63d104s24p4
[Ne]
[Ar]
原子实
表示内层电子
简化电子排布式
Al：
Fe：
[Ne]3s23p1
[Ar]3d64s2
从以上电子排布式中找出稀有气体的最外层电子排布式，并分析他们的通式如何表示(除氦外)。
ns2np6
为突出化合价与电子排布式的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称价层）。
原子实外的电子。
主族元素的价层电子是最外层电子。
副族元素的价层电子是最外层电子以及次外层，甚至还有倒数第三层。
价层电子排布式
电子排布式
简化电子排布式
价层电子排布式
1s22s22p63s23p63d104s2
按要求写出11Na、30Zn的电子排布式。
1s22s22p63s1
[Ne]3s1
3s1
Na Zn
[Ar]3d104s2
3d104s2
阴、阳离子的电子排布式怎么书写？
先写出原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。得、失电子的顺序均是由外向里。
Na＋：
Cl－：
1s22s22p6 3s1
1s22s22p63s23p5
3p6
Fe2＋： Fe3＋：
O2－： Br－：
1s22s22p63s23p63d6
1s22s22p63s23p63d5
1s22s22p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
原子核外电子排布
构造原理
电子排布式
能层
能级
符号：
K L M N O P Q
能量：
K → Q依次升高
符号：
s、p、d、f、g
能级数=能层序数
核外电子的填充顺序
实质：
各能级的能量高低顺序
能级交错现象
概念
书写方法
小结
1.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(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ）
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d)
B
2.下列各原子或离子的电子排布式中，错误的是（ ）。
A. K+ 1s22s22p63s23p6 B. F 1s22s22p5
C. S2- 1s22s22p63s23p4 D. Ar 1s22s22p63s23p6
C
3.某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法不正确的是( )
A.该元素原子中共有25个电子
B.该元素原子核外有4个能层
C.该元素原子最外层共有2个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
D
4. (1)基态N原子的价层电子排布式为 。
(2)Cu的基态原子最外层有 个电子，Cu＋基态核外电子排布式 。
(3)Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为
。
(4)某元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满(即有5个电子)，其元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。
1s22s22p3
1
1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
34
3s23p63d10
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)

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