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构造原理与电子排布式
第一章 原子结构与性质
1.了解原子结构的构造原理,学会书写基态原子的核外电子排布式。
2.通过认识原子核外电子排布,能辨识原子核外电子的能层、能级分布及其能量的关系。
2.画出1～18号元素的原子结构示意图
1.回顾核外电子在能层中的排布规律
(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)。
问题1：结合已有的能级知识，分析1-18号元素核外电子在能级中的排布规律。
结合H、He的原子结构示意图可知，电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满。
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
填充电子数
2
结合Li、Be的原子结构示意图可知，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 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充电子数
2
2
B至Ne元素，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 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充电子数
2
2
6
Na至Ar元素，电子首先填入3s能级。3s填满后继续填入3p能级，直至3p能级填满。
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
填充电子数
6
2
2
2
6
电子在能级中的排布规律
2s
根据1-18号元素核外电子排布，分析得到电子在能级中的填充顺序为：
1s → 2s → 2p → 3s → 3p
K
L
M
2p
3s
3p
3d
1s
问题2：结合1-18号元素核外电子在能级中的排布规律，画出K的原子结构示意图。
1s
2s
K
L
M
2p
3s
3p
3d
4s
N
一、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。
1.内容：
2.构造原理示意图：
1s
2s
K
L
M
2p
3s
3p
3d
4s
N
每个小圈表示一个能级
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
2.构造原理示意图：
3.规律
(1)电子在能级上优先排布能量更低的能级，然后依次排布在能量较高的能级上。
(2)随电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错” 现象。
3.规律
（3）电子填入能级的顺序：
1s；
2s 2p；
3s 3p；
4s 3d 4p；
5s 4d 5p;
6s 4f 5d 6p；
7s 5f 6d......
各能级的能量高低顺序：
ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。
3.规律
（4）能层、能级中的电子能量关系：
英文字母相同的能级中，能层序数越大，电子能量越高
如E1s＜E2p＜E3d＜E4f
电子能量高低比较
从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序即电子能量由低到高的顺序，即Ens＜E(n-2)f＜E(n-1)d＜Enp
能层和能级都相同时，电子的能量相同
同一能层中，能级越高，电子能量越高。
即Ens＜Enp＜End＜Enf
相同能层
不同能级
相同能级
不同能层
基态原子的核外电子排布表示方法
电子排布式
He
1s2
填——电子填充时依构造原理中的顺序填充
写——能层小的写在前边
电子排布式
填——电子填充时依构造原理中的顺序填充
写——能层小的写在前边
K：1s22s22p63s23p64s2
1.请写出O、Si、Cl、Fe、Co、Ni原子的电子排布式
2.请写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡原子的最外层电子排布式，并写出除氦外其他元素原子的排布通式。
2He 1s2
10Ne 2s22p6
18Ar 3s23p6
36Kr 4s24p6
54Xe 5s25p6
86Rn 6s26p6
ns2np6
3.请写出31-36号元素原子的电子排布式
原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式
K L M N O
31 镓 Ga
32 锗 Ge
33 砷 As
34 硒 Se
35 溴 Br
36 氩 Ar
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p1
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p2
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p3
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p4
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p5
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p6
简化电子排布式
为了避免电子排布式过于繁琐，我们可以把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。
Cl：1s22s22p63s23p5
[Ne]
3s23p5
练习：试写出26号、32号元素的简化排布式
Fe:[Ar]3d64s2
Ge:[Ar]3d104s24p2
价电子排布式
“价电子层”定义：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)
Fe:[Ar]3d64s2
Fe: 3d64s2
主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子（即最外层电子）。
过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子（即最外层电子和部分内层电子）。
4.请写出写出25Mn、23V基态原子的价层电子排布式，试推测25Mn、23V两种元素可能的化合价。
25Mn: 3d54s2
Mn元素常见化合价有：+2、+3、+4、+5、+6、+7
23V: 3d34s2
V元素常见化合价有：+2、+3、+4、+5
5.下列基态原子的电子排布式，书写正确的是(　 )
A.9F:1s22s22p6
B.15P:1s22s22p63s23p2
C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1
D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5
D
原子核外电子排布
构造原理
电子排布式
实质：各能级的能量高低顺序
能级交错
概念、书写方法
简化电子排布式
价层电子排布式

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