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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
知识回顾
在多电子原子中，核外电子在能层（电子层）中的排布规律？
(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能层。
(2)原子核外各能层最多容纳2n2个电子。
(3)原子最外层电子数目不能超过8个电子(K层为最外层时不能超过2个)。
思考：同一能层可被分为不同的能级，那核外电子在能级中如何排布？
一、构造原理与电子排布式
1、构造原理：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称为构造原理。
小圆圈表示一个能级
每一行对应一个能层
箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序,即电子按1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-…的顺序填充
2、电子排布
按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。电子填满了一个能级，开始填入下一个能级，由此构建了元素周期表中各元素的基态原子的电子排布。
例如，从氢到碳的基态原子电子排布式为：
1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2
氢 氦 锂 铍 硼 碳
能层序数
该能级上的电子数
能级符号
1、写出下列元素基态原子的电子排布式：
（1）N （2）S
（3）Na （4）Ar
（5）K （6）Ca
1s22s22p3
1s22s22p63s23p4
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p64s2
能级交错：随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层再开始填入下一能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序填充的，这种现象称为能级交错。能级交错源于光谱学事实。
2、写出下列元素基态原子的电子排布式：
（1）21Sc （2） 23V
（3） 30Zn （4） 35Br
1s22s22p63s23p63d34s2
1s22s22p63s23p63d14s2
1s22s22p63s23p63d104s2
1s22s22p63s23p63d104s24p5
注意：
①在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在前，并不是按照构造原理顺序书写。
②基态24Cr、29Cu的核外电子排布不符合构造原理；
24Cr ：1s22s22p63s23p63d54s1
29Cu ：1s22s22p63s23p63d104s1
3、简化电子排布式
电子排布式可以简化，如基态Na的电子排布式为：1s22s22p63s1，
可简化为[Ne]3s1。
简化电子排布式中方括号里的符号表示内层电子已达到稀有气体结构的部分。可称为原子实。
思考：写出第8号元素氧、第14号元素硅和第29号元素铜的简化电子排布式。
Cu：[Ar]3d104s1
O：[He]2s22p4
Si：[Ne]3s23p2
4、价层电子排布式
为突出化合价与电子排布的关系，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）。
①对于主族元素和零族元素来说，价电子即最外层电子
②对于副族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子
如：基态Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2
价层电子排布式为3d64s2
如：基态Na的简化电子排布式为[Ne]3s1
价层电子排布式为3s1
5、离子的电子排布式
(1)原子失去电子时，总是从外层向里层依次失去电子。一般来说，主族元素只失去最外层电子，副族元素可能还会失去次外层电子。
(2)原子得到电子时，一般总是填充在最外能层未填满的能级上。
如Na+、Cl-和Fe2+的电子排布式
Na+： 1s22s22p6
Cl-： 1s22s22p63s23p6
Na：1s22s22p63s1
Cl：1s22s22p63s23p5
Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2+：1s22s22p63s23p63d6
3、写出下列元素基态原子的简化电子排布式：
（1）S
（2）23V
（3）26Fe
1s22s22p63s23p4
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d34s2
[Ne] 3s23p4
[Ar] 3d64s2
[Ar] 3d34s2
4、写出下列元素基态原子的价层电子排布式：
（1）S
（2）23V
（3）26Fe
3d34s2
3s23p4
3d64s2
扩展
电子能量高低比较 大本练习册P6
大本练习册P7
1.比较下列能级的能量大小关系(填“>”“=”或“<”):
(1)2s　　　　　4s;(2)3p　　　　　3d;
(3)3d　　　　　4s;(4)4d　　　　　5d;
(5)2p　　　　　3s;(6)4d　　　　　5f。
<
<
>
<
<
<
【变式设问】
(1)4s、4f和5p能量关系如何
答案 E(4s)(2)能层小于Q层但能量高于7s的能级有哪些
答案 5f、6d。
应用体验
大本练习册P7
应用体验
2.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)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
B
大本练习册P7
应用体验
3.按照构造原理,下列电子填入能级的顺序正确的是(　　)
A.1s、2p、3d、4s
B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p
D.4p、3d、4s、3p
C
4.电子在一个原子的下列能级中排布时,最后一个排布的是(　　)
A.ns B.np C.(n-1)d D.(n-2)f
B
先排电子的能级能量低，后排电子的能级能量高。
大本练习册P8
应用体验
1.1.写出下列原子的电子排布式。
(1)基态Cl原子的电子排布式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)基态Ge原子的核外电子排布式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)基态As原子的电子排布式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)P原子的电子排布式是　 。
1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2
1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3
大本练习册P8
应用体验
2.下列电子排布式中,原子不是处于激发状态的是(　　)
A.氮原子:1s22s12p4 B.氟原子:1s22s22p43s1
C.锰原子:[Ar]3d54s2 D.铜原子:1s22s22p63s23p63d94s2
C
3.下列各原子或离子的电子排布式错误的是(　　)
A.Mg2+　1s22s22p6
B.Br　1s22s22p63s23p63d104s24p5
C.O2-　1s22s22p6
D.Cr　1s22s22p63s23p63d44s2
D
大本练习册P8
应用体验
4.下列原子的电子排布式能表示基态原子的电子排布式的是(　　)
A.[Ne]3s13p3 B.[Ar]3d64s1
C.[Ar]3d64s2 D.[Ne]3s23p63d5
C
大本练习册P8
应用体验
5.根据要求,完成填空:
(1)原子序数为15的元素的原子最外层电子排布式:　　　　　　　。
(2)钾的简化电子排布式:　　　　　　　。
(3)31号元素的价层电子排布式:　　　　　　　　　　　　　　。
(4)离子结构示意图为 的微粒的核外电子排布式:
　　　　　　　　　　　　。
3s23p3
[Ar]4s1
4s24p1
1s22s22p63s23p6

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