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第1章 原子结构与元素性质
第2节 原子结构与元素周期表
鲁科版2019选修二物质结构与性质
第1课时 基态原子的核外电子排布
基态原子的核外电子排布
19~36号元素基态原子的核外电子排布
知识点一
知识点二
温故知新
回顾1~18号元素原子结构示意图，思考基态原子的核外电子排布规律有哪些？
1、核外电子在距核由近到远，能量由低到高的电子层依次排列，先排满K层，再排L层。
2、每个电子层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层数）。
3、最外层电子数不超过8个（K为2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。
？
？
？
基态原子：所有原子轨道中的电子还没有发生跃迁的原子，此时整个原子能量处于最低。
一、基态原子的核外电子排布
思考：氢原子核外的一个电子如何排布？
核外电子在排布时优先占据能量较低的电子层，氢原子核外的一个电子应该排在1s轨道上。
电 子 层 一 二 三 四 五
轨 道 类 型 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p……n
能 量 低 高
能量最低原理
电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道
思考：氦原子有两个电子，按照能量最低原理，这两个电子都应当排布在1s原子轨道上，这两个电子在1s轨道上是怎样排布的？
泡利通过总结诸多光谱实验事实确定，基态氦原子的电子排布只能说自旋方向相反！
自旋方向相同
自旋方向相反
或
√
泡利不相容原理： 一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋相反。
试着说一说：为什么第一层最多 只能容纳2个电子，第二层最多只能容纳8个电子？
写一写:基态碳原子的电子排布式。思考：基态碳原子核外的2p能级上的两个电子应当采取怎样的排布方式？
电子排布式与轨道表示式
电子排布式是表示原子核外电子排布的一种图示。根据能量最低原理按轨道能级进行排序，进而在ns、np、nd等符号的右上角用数字表示出电子的数目，如锂原子的电子排布式为1s22s1。
轨道表示式用方框(或小圆圈、短线)表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子，如锂原子的轨道表示式为
方法导引
1s 2s
2p
态碳原子的电子排布式:1s22s22p2
2p能级上的两个电子可能排布方式：
2p
2p
？
洪特在研究了大量原子光谱后确定，基态碳原子的排布
3p3s
2p2s
1s
洪特规则
在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同
小结：
基态原子核外电子的排布所遵循的基本规则
（1）、能量最低原理
电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道
（2）、泡利不相容原理
每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子
（3）、洪特规则
在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同
写一写：11~18号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式
基态原子电子排布式的一般方法和思路:
①确定原子序数;
②按照能量最低原理将电子排布在能量由低到高的原子轨道上；
③排布时遵循泡利不相容原理、洪特规则。
小试牛刀：写出基态钾原子的电子排布式，根据能量由低到高的顺序写出各原子轨道。
基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序
基态钾原子的电子排布式：
1s22s22p63s23p64s1
构造原理
学以致用：
(1) 某元素2p能级上有3个电子，这三个电子为什么
按 方式排布，而不按 方式排布
(2)核电荷数为20的基态钙原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p64s2，而不是1s22s22p63s23p63d2
二、19~36号元素基态原子的核外电子排布
【活动探究】
尝试写出19～36号元素K～Kr的原子的核外电子排布式。
钾K：1s22s22p63s23p64s1；
钙Ca：1s22s22p63s23p64s2；
铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1；
铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2；
钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2；
铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1；
锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2；
溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5；
氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6
洪特规则的特例：
当简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较高的稳定性。
如基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d54s1 ,3d 能级为半充满状态,易错写为1s22s22p63s23p64s23d44s2 。
全充满:p6、d10、f14
全空:p0、d0、f0
半充满:p3、d5、f7
相对稳定的状态
电子排布式的书写：
1.“三步法”书写电子排布式
构造原理是电子排布式的书写依据。
第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序；
第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子；
第三步：去掉空能级,并按照电子层顺序排列即可得到电子排布式。
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s….
1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2→3d5→4p0
1s22s22p63s23p63d54s2
以Mn为例：
2.简化电子排布式的书写
在多电子原子中,原子核及内层电子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分组成原子实。原子实可以用相应的稀有气体元素符号加中括号来表示。如
基态Mg原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2,或简化写成[Ne]3s2;
基态Sc原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2 ,或简化写[Ar]3d14s2;
基态Br原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5或简化写成[Ar]3d104s24p5
3.离子的核外电子排布式的书写
基态原子转化为相应离子时的一般规律:原子失去电子时总是先失去最外层电子,然后失去次外层电子,之后是倒数第三层电子……
课堂练习
C
D
2s 2p
1、某公司研发出一种比锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池,该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2),电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。下列化学用语正确的是 ( )
A.Na+的电子排布式为1s22s22p63s1
B.基态碳原子的价电子轨道表示式为
C.中子数为 20 的氯原子: Cl
D.Br与CI同主族,基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p5
2、下列各基态微粒中，最外层未成对电子数最多的是（ ）
A、S B、As C、Mn D、Fe3+
3717
3、下列说法正确的是 （ ）
A.基态Fe3+的最外层电子排布式:3s23p63d5
2s 2p
B.基态碳原子价电子轨道表示式:
1s 2s 2p
C.轨道表示式 违背了洪特规则
3s 3p
D.价电子轨道表示式 违背了泡利不相容原理
A
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