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(共69张PPT)
智慧和幻想对于我们的知识是同样必要的，它们在科学上也是同等的地位。——李比希
所有的科学家都应该固执，都要觉得自己是对的，否则不会成功。
高锟（1933年生），华裔物理学家，生于中国上海，祖籍江苏金山。高锟是光纤通讯专家，普世誉之为“光纤通讯之父”曾任香港中文大学校长。
核外电子在能层中的排布规律
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
规律一
规律二
规律三
原子核外各电子层最多容纳2n2个电子
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)
知识回顾
思考﹒ 运用
为何每层电子数最多不超过2n2个
电子层(n) 一 二 三 四 n
符 号 K L M N ——
原子轨道 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ——
原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 ——
每层 轨道总数
每层 最多电子数 问题解决
1
12
22
4
8
16
23
24
n2
2n2
思考﹒ 运用
为何最外层电子数不超过8个
6s 4f 5d 6p
5s 4d 5p
4s 3d 4p
3s 3p
2s 2p
1s
6s 4f 5d 6p
5s 4d 5p
4s 3d 4p
3s 3p
2s 2p
1s
思考﹒ 运用
为何原子的最外层电子数不超过8个？
考考你自己
请完成下表：
电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式
S
S2－ —— ——
Na
Na＋ —— ——
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s1
[Ne]3s1
3s1
1s22s22p6
解析：氟原子2p能级应排5个电子；磷原子的3s能级应排2个电子，3p能级应排3个电子；写电子排布式时,应将同能层的能级移到一起。
考考你自己
下列基态原子的电子排布式,书写正确的是
A. 9F：1s22s22p6
B. 15P：1s22s22p63s33p2
C. 21Sc：1s22s22p63s23p64s23d1
D. 35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
洪特规则 能量最低原理
未成对电子
学习目标
1
2
3
洪特规则
电子填入简并轨道时单独分占，且自旋平行
电子填入原子轨道尽量先排能量最低的轨道
能量最低原理
简并轨道中，只有一个电子
单电子或示未成对电子
等价轨道上的电子排布处于全满、半瓶、全空状态时比较稳定
洪特规则
问题解决
请画出碳原子的最外层电子排布式和轨道表示式：
2s22p2
2s22px2
2s22px12py1
2p
2s
2p
2s
2p
2s
哪个正确呢？
洪特根据大量光谱实验数据，在1925年总结出了规律。
问题解决
洪特规则
1
基态原子中，填入简并轨道的电子，总是先单独分占，且自旋平行
2s22px2
2s22px12py1
2p
2s
2p
2s
2p
2s
洪特规则
1
基态原子中，填入简并轨道的电子，总是先单独分占，且自旋平行
洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子
洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道
温馨提醒
2p
2p
2s
3s
01
02
03
1915—1916年在格廷根大学攻读物理，1916—1919年在马尔堡继续学习，当时正值一次大战期间，曾因服兵役而中断过学习。战后回到格廷根大学继续深造( 1919—1922），1922年在著名物理学家玻恩（Max Born）指导下获博士学位。
学习
1926—1927年去丹麦哥本哈根玻尔研究所从事博士后研究。1927—1928年任罗斯托克大学兼职教授， 1928—1929年任教授。1929—1946年任莱比锡大学教授，1946—1951年洪特先是到了东德任耶纳大学理论物理学教授，1951—1956年西德任法兰克福大学理论物理学教授，1956—1964年西德格廷根大学理论物理学教授，1964年退休任荣誉教授。
工作
格廷根科学院院士，并获得瑞典乌普萨拉大学荣誉博士学位。洪特在量子力学兴起前后，对原子和分子结构做了先驱的工作。
成就
你学会了吗？
请你画出氧原子的电子排布式和轨道表示式：
1s22s22p4
电子排布式
1s22s2 2px12py1
轨道排布式
简并轨道
2p
1s
2s
自旋平行
氧原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
5
8
你学会了吗？
请同学们尝试书写7、8、9号元素的基态原子的电子排布式和轨道表示式。
1s22s22p3
N
1s22s22p5
F
1s22s22p4
O
2p
1s
2s
2p
1s
2s
2p
1s
2s
你学会了吗？
写出N和O原子电子排布式和轨道表示式：
1s22s22p3
电子排布式 轨道表示式
N
O
1s22s22p4
下列原子的轨道表示式中，符合洪特规则的是
考考你自己
A.
B.
C.
D.
看我七十二变
下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↓
↑
1s
2s
2p
1s
2s
2p
A．
B．
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
1s
2s
2p
C．
↑↓
↑↓
↑↓
↓
↓
1s
2s
2p
D．
看谁做得既准又快
Al
请同学们尝试书写下列元素的基态原子的轨道表示式。
Si
P
S
2p
1s
2s
3p
3s
2p
1s
2s
3p
3s
2p
1s
2s
3p
3s
2p
1s
2s
3p
3s
学法指导
1s 2s2p 3s3p 4s3d4p
能级排布
电子排布式书写
35Br
能级排布
1s22s22p63s23p64s23d104p5
电子排布
1s22s22p63s23p63d104s24p5
[Ar]3d104s24p5
4s24p5
写出以下原子的电子排布式：
Sc
Ti
V
Mn
Fe
Co
Ni
Zn
请你试一试
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
[Ar]3d104s24p5
看谁做得既准又快
试写出Fe2+ 、Zn2+、Br－的电子排布式。
Fe2+：1s22s22p63s23p63d6
Fe2+：[Ar]3d6
Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
Zn2+：1s22s22p63s23p63d10
Zn2+：[Ar]3d10
Zn：1s22s22p63s23p63d104s2
Br－：1s22s22p63s23p63d104s24p6
Br－ ：[Ar] 3d104s24p6
Br：1s22s22p63s23p63d64s24p5
Fe3+
1s22s22p63s23p63d5
　　电子的填入顺序与失去顺序并非完全相反。
写出Fe2＋与Fe3＋的电子排布式及原子结构示意图。
牛刀小试
Fe2+：1s22s22p63s23p63d6
Fe3+
1s22s22p63s23p63d5
作为一个理论模型，构造原理具有一定的局限性。对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。
问题探究
请写出24Cr和29Cu的价层电子排布式。
问题探究
24Cr原子电子排布式
1s22s22p6 3s23p6 3d44s2
29Cu原子电子排布式
1s22s22p6 3s23p6 3d94s2
问题探究
24Cr原子电子排布式
1s22s22p6 3s23p6 3d44s2
1s22s22p6 3s23p6 3d54s1
能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充电子数 2 2 6 2 6 1 5
问题探究
29Cu原子电子排布式
1s22s22p6 3s23p6 3d94s2
1s22s22p6 3s23p6 3d104s1
能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
填充电子数 2 2 6 2 6 1 10
1s22s22p63s23p63d54s1
铬
3d54s1
1s22s22p63s23p63d104s1
铜
3d104s1
这样的电子排布源于光谱学事实，是从实验事实得到的，不符合构造原理。这也说明构造原理是被理想化的。
理想化是许多科学原理的共同点，理想化常常是建立模型所必需的。
感受﹒ 理解
问题探究
只有一组全满的简并轨道
体系能量较低，原子较稳定
体系能量高，原子不稳定
4s
3d
Cr
有两组半满
的简并轨道
Cr
4s
3d
Cu
4s
3d
4s
3d
只有一组全满的简并轨道
有一组全满、一组半满的简并轨道
能量相近的简并轨道中，电子排布为全充满、半充满或全空的状态是能量较低的稳定状态，此为洪特规则的特例。
洪特规则
1
① 全充满：p6、d10、f14
p轨道上有6个电子、d轨道上有10个电子、f轨道上有14个电子
② 半充满：p3、d5、f7
p轨道上有3个电子、d轨道上有5个电子、f轨道上有7个电子
③ 全空：p0、d0、f0
p轨道上有0个电子、d轨道上有0个电子、f轨道上有0个电子
洪特规则的特例
等价轨道上的电子排布处于以下状态时比较稳定
基态原子中，填入简并轨道的电子，总是先单独分占，且自旋平行
洪特规则特例适用于：
一些有能级交错现象的过渡元素的(n－1)dns轨道，
温馨提醒
不适用于多数非过渡元素的nsnp轨道。
例外：
C、Si、Ge、Sn、Pb是: ns2np2，而不是ns1np3；
F、Cl、Br、I、At是: ns2np5，而不是ns1np6。
表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成
A．3p6
B．3d10
C．3s23p63d24s2
D．3s23p64s2
考考你自己
问题探究
１．为什么基态K和Ca的价电子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2
不满足构造原理
2．为什么基态氮原子的轨道表示是 ，而不是 　　　　　　　　　
不满足洪特规则
1s 2s 2p
1s 2s 2p
３．为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1
不满足能量最低原理
能量越低越稳定，这是自然界的一个普遍规律。
　我们都知道，能量越低越稳定，这是自然界的一个普遍规律。那么核外电子排布还遵循什么规律呢？
能量最低原理
能量最低原理
5
在构建基态原子时，电子将尽可能占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低
内容
因素
整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定
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。
总之，基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。
单电子或未成对电子
2p
1s
2s
问题解决
O原子电子排布的轨道表示式
电子对
同一个原子轨道中，
自旋方向相反的一对电子
孤电子对
一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子
单对电子
未成对电子
氧原子中，有 对电子对，有 个单电子。
3
2
考考你自己
原子 电子对对数 单电子数 孤电子对数
C
N
Na
P
Mn
1s 2s 2p
1s 2s 2p
1s 2s 2p 3s
考考你自己
原子 电子对对数 单电子数 孤电子对数
C
N
Na
P
Cl
1s 2s 2p 3s 3p
1s 2s 2p 3s 3p
25Mn有 种空间运动状态，有 个单电子。
考考你自己
15
5
第四周期未成对电子数规律
未成对电子数及占据的原子轨道 元素符号及价电子排布
1
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
归纳与整理
4s
K：4s1
Cu：3d104s1
3d
Sc：3d14s2
4p
Ga：4s24p1
Br：4s24p5
第四周期未成对电子数规律
未成对电子数及占据的原子轨道 元素符号及价电子排布
1
2 3d
4p
3 3d
4p
4 3d
5 3d
6 3d和4s
归纳与整理
4s
K：4s1
Cu：3d104s1
3d
Sc：3d14s2
4p
Ga：4s24p1
Br：4s24p5
第四周期未成对电子数规律
未成对电子数及占据的原子轨道 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
归纳与整理
这节课我学到了什么？
（用一句话表示）
还有什么疑问？
课堂小结
电子排布三原理
电子填充的先后顺序（构造原理）
某原子核外电子排布为ns2np7，它违背了
A．泡利原理
　　B．能量最低原理
C．洪特规则
　　D．洪特规则特例
考考你自己
课堂小结
原子核外电子排布的多种表达方式
原子核外电子排布的表示方法
结构 示意图 意义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
实例
电子 排布式 意义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数
实例 K：1s22s22p63s23p64s1
简化 电子 排布式 意义 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结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示
实例 K：[Ar]4s1
Al
S2－
价电子 排布式 意义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式，副族元素还包括次外层的d电子及次次外层的f电子
实例 Al：3s23p1 Cu：3d104s1
轨道 表示式 意义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
实例
原子核外电子排布的表示方法
Al
1．Cl的原子结构示意图
2．Cl－的电子式
3．Cl的电子排布式
4．Cl的价电子排布式
5．Cl的价电子轨道表示式
看谁做得既准又快
下列各基态原子的电子排布式正确的是
A. Be：1s22s12p1
B. C：1s22s22p2
C. He：1s12s1
D. Cl：1s22s22p63s23p5
解析：A项中Be的电子排布式应为1s22s2；C项中He的电子排布式应为1s2。
看谁做得既准又快
下列电子排布的表示正确的是
A. 基态C原子的轨道表示式：
B. 基态N原子的轨道表示式：
C. 基态Cr原子的电子排布式：[Ar]3d54s1
D. 基态Ca原子的电子排布式：[Ar]3d2
问题解决
归纳与整理
1～36号元素中原子核外电子排布的特殊性
壹
最外层只有一个未成对电子的元素
①第ⅠA族(ns1: H、Li、Na、K)
②第ⅢA族(ns2np1: B、Al、Ga)
③第ⅦA族(ns2np5: F、Cl、Br)
④Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)
贰
最外层有2个未成对电子的元素
①第ⅣA族(ns2np2: C、Si、Ge)
②第ⅥA族(ns2np4: O、S、Se)
Cr：3d54s1
Mn：3d54s2
归纳与整理
1～36号元素中原子核外电子排布的特殊性
叁
第ⅤA族(ns2np3: N、P、As)
3d能级半充满的元素
最外层有3个未成对电子的元素
肆
D　[①Be：1s22s12p1是激发态，2s能量低于2p，故错误；②O：1s22s22p4符合能量最低原理，故正确；③He：1s12s1是激发态，1s能量低于2s，故错误；④Cl：1s22s22p63s23p5符合能量最低原理，故正确。]下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是①Be：1s22s12p1　②O：1s22s22p4　③He：1s12s1　④Cl：1s22s22p63s23p5A．①②B．②③C．①③D．②④考考你自己 解析：Ca原子核外有20个电子,根据构造原理,其电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。A项，正确；B项，Mg2+核外有10个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p6，正确；C项，F-核外有10个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p6，错误；D项，Br原子核外有35个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，正确。
下列基态原子或离子的电子排布式错误的是
A. Ca　1s22s22p63s23p64s2
B. Mg2＋　1s22s22p6
C. F－　1s22s22p5
D. Br　1s22s22p63s23p63d104s24p5
小试身手
A．16S2－：1s22s22p63s23p4B．21Sc：1s22s22p63s23p64s23d1C．18Ar：1s22s22p63s23p6D．9F：2s22p5下列原子或离子的核外电子排布式，正确的是成功体验某元素原子序数为34，则:
1. 此元素原子的电子总数是___，有___个电子层，___能级。
2. 它的价电子排布式为_______。
看谁做得既准又快
解析：原子序数为34的元素,原子的电子总数是34，根据原子的核外电子数，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，有4个电子层，8个能级；它的价电子排布式为4s24p4。
34
4
8
4s24p4
电子排布需要遵循三个基本规则
泡利原理
洪特规则
能量最低原理

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