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一、 原子结构
导学2　构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道
原子结构与性质
第一章
知 识 点 一
知识点一　构造原理与电子排布式
1. 构造原理
(1)概念：
以__________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__________称为构造原理。
光谱学
顺序
(2)构造原理示意图：
2. 电子排布式
(1)表示方法：
①按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个__________和一个____________，就得到一个基态原子的电子排布。
②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系中各元素的基态原子的电子排布。
核电荷
核外电子
(2)电子排布式：
将能级上所容纳的__________标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子叫电子排布式。例如，Al原子的电子排布式：
电子数
(3)能级交错现象
①构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按____________的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。
②示例：21号元素钪(Sc)的电子排布式，最后两个能级的填充顺序为4s23d1，但是在书写电子排布式时应写为__________。
【点拨1】 书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理顺序书写。
3p→4s→3d
3d14s2
3. 简化电子排布式
(1)将电子排布式中的内层电子排布用相应的__________元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化电子排布式。
(2)示例：氮、钠、钙的简化电子排布式分别为___________、__________、__________。
稀有气体
[He]2s22p3
[Ne]3s1
[Ar]4s2
4. 价层电子排布
为突出__________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__________(简称价层)，通常，元素周期表只给出__________________。
化合价
价电子层
价层电子排布
【点拨2】 当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，原子的能量相对较低，原子结构较稳定。例如，基态Cr的核外电子排布：
[判断正误]
(1)基态原子核外电子排布要遵循构造原理，必须填满上一能级再填下一能级。(　　)
(2)基态Mg、Al的价电子排布分别为3s2、3s23p1，据此判断Al比Mg更活泼。(　　)
(3)基态F原子核外电子排布式为1s22s12p6。(　　)
(4)基态S原子简化电子排布式为[Ar]3s23p4。(　　)
×
×
×
×
例1　下列各基态原子或离子的电子排布式，错误的是(　　)
A. 12Mg2＋：1s22s22p6
B. 35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
C. 9F－：1s22s22p6
D. 24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
D
例2　请回答下列问题：
(1)基态B原子的电子排布式为_______________________。
(2)基态O原子的价层电子排布为__________。　
(3)Se原子的原子序数为__________，其M层的电子排布为_____________。
(4)Li3N晶体中的氮元素以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为_______________________。
(5)基态镓(Ga)原子的电子排布式为___________________________________________。　
(6)基态钒原子的价层电子排布为__________。
1s22s22p1(或[He]2s22p1)
2s22p4
34
3s23p63d10
1s22s22p6(或[He]2s22p6)
1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
3d34s2
知 识 点 二
线性轨道
概率
2. 电子云
(1)电子云是处于一定__________状态的电子在原子核外空间的__________分布的形象化描述。
(2)小点越密，表示概率密度__________。 例如，氢原子的电子云图如下：
(3)电子云轮廓图：把电子在原子核外空间出现概率_________的空间圈出来的图形。
空间运动
概率密度
越大
P=90%
(4)s和p电子云的形状：
3. 原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个______________称为一个原子轨道。
(2)形状：
①s电子的原子轨道呈__________形，能层序数越大，原子轨道的半径越__________。
空间运动状态
球
大
②p电子的原子轨道呈__________形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
哑铃
(3)各能级含有的原子轨道数目：
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
1
3
5
7
[判断正误]
(1)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋
转。(　　)
(2)氢元素1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子。
(　　)
(3)2p、3p、4p能级的轨道数依次增多，最多容纳电子数依次增多。(　　)
(4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但其能量相等。(　　)
×
×
×
√
例3　(2024·温州中学高二检测)下列关于原子轨道和电子云的
说法，正确的是(　　)
A. s轨道呈球形，随能层序数的增加，s轨道数也增加
B. p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动
C. 电子云是笼罩在原子核外的云雾
D. 电子云图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小
D
例4　(2024·严州中学高二检测)如图所示为s能级和p能级的原子轨道图。下列说法中，正确的是(　　)
A. s能级和p能级的原子轨道形状相同
B. 每个p能级都有6个原子轨道
C. s能级的原子轨道半径与能层序数有关
D. 钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
C
随 堂 检 测
1. (2024·瑞安中学高二检测)下列原子(或离子)的电子排布式
中，正确的是(　　)
A. 5B：1s22s3 B. 11Na＋：1s22s22p6
C. 21Sc：[Ar]4s23d1 D. 17Cl－：[He]3s23p6
B
2. 根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和价层电子排布。
(1)9F：__________________________________；
(2)16S：_____________________________________；
(3)19K：___________________________________；
(4)21Sc：_________________________________________；
(5)26Fe：________________________________________。
1s22s22p5 [He]2s22p5 2s22p5
1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4
1s22s22p63s23p64s1 [Ar]4s1 4s1
1s22s22p63s23p63d14s2 [Ar]3d14s2 3d14s2
1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 3d64s2
氮
2
2p
三种互相垂直的伸展
哑铃
(1)元素X的名称是__________。
(2)电子排布式中的n=________；原子中能量最高的是________能级上的电子，其电子云在空间有___________________方向，原子轨道呈__________形。
4. (2024·富阳中学高二检测)请回答下列问题：
(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。
①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：_________________；
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：____________；
③基态Ni2＋、Fe3＋、S2－的电子排布式分别为_______________________________、_______________________________、 _______________________________。　
1s22s22p63s23p2
1s22s22p1
1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)
1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6)
Br
M
3
[Ar]3d104s24p3
四
ⅤA

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