原子结构和排布
原子的能级和电子排布
原子的能级和电子排布一、原子的结构原子是由原子核和核外电子组成的。
原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
核外电子带负电，围绕原子核做圆周运动。
二、能级概念能级是指原子核外电子可能具有的能量状态。
原子核外电子的能量不是连续的，而是分立的，每一个能级对应一定的能量。
电子在原子中处于不同的能级状态，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放能量。
三、电子排布电子排布是指核外电子在原子轨道上的分布情况。
按照能量的大小，电子会优先填充最低能量的轨道。
电子排布遵循以下原则：1.泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向相反。
2.能量最低原理：电子在填充原子轨道时，总是先填充能量最低的轨道。
3.洪特规则：在等价轨道（具有相同能量的轨道）上，电子在排布时将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
四、能级分布原子的能级分布分为若干个壳层，每个壳层又分为若干个子壳层。
壳层用字母表示，子壳层用数字表示。
例如，第一壳层（K层）只有一个1s子壳层，第二壳层（L层）有两个2s和2p子壳层，以此类推。
五、主量子数和角量子数主量子数（n）表示电子所处的壳层，角量子数（l）表示电子所处的子壳层。
主量子数决定了电子所处的能量水平，角量子数决定了电子在子壳层上的运动状态。
六、自旋量子数自旋量子数（s）表示电子自旋状态，有±1/2两个值。
电子自旋量子数的确定，遵循泡利不相容原理。
七、原子轨道原子轨道是电子在原子中可能出现的空间区域。
按照量子力学的理论，原子轨道具有一定的形状和大小。
常见的原子轨道有s轨道、p轨道、d轨道和f轨道等。
能级图是表示原子能级和电子排布的图形。
能级图可以帮助我们直观地了解原子的电子排布情况，以及电子在能级跃迁时吸收或释放的能量。
原子的能级和电子排布是原子结构的重要组成部分。
通过了解原子的能级和电子排布，我们可以更好地理解原子的性质和反应。
掌握原子的能级和电子排布，对学习化学和物理学具有重要意义。
1.1 原子结构 原子核外电子排布
h:普朗克常数，6.626×10-34J· s
Heisenberg测不准原理
海森堡
Werner Carl Heisenberg 1902-1972 德国物理学家 获1932年Nobel物理奖
具有波粒二象性的微 观粒子，不能同时测 准其位置和速度（动 量）。如果微粒的运 动位置测得愈准确， 则相应的速度愈不易 测准，反之亦然。
多电子原子中的能级图
能级交错现象
近似能级图
l 相同，n 越大，能量越高
Eg. E1s<E2s<E3s<E4s; E2p<E3p<E4p<E5p. n 相同，l 越大，能量越高
– 同一主层中各亚层能级产生差别的现象叫做能 级分裂. Eg. E2s<E2p; Ens<Enp<End
n、l 都不同，比较原子能量使用 (n+0.7l)： (n+0.7l) 越小，能量越低；比较离子能量使用
主量子数— n
主量子数 n
1
2
3
4
5
6
7
· · ·
电子层
一
二
三
四
五
六
· · 七 ·
符号
K
L
M
N
O
P
Q
· · ·
角量子数— l
用来描述核外电子运动所处原子轨道（或电子云） 形状的，也是决定电子能量的次要因素。 对于确定 的主量子数 n ，角量子数 l 可以为 0, 1, 2, 3, 4, … ( n-1 )， 共 n 个取值，光谱学上依次用 s , p , d , f , g , … 表示 。 意义 角量子数 l 决定原子轨道的形状 l
n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 电子层 K L M N O P Q
原子核的结构与电子的排布
原子核的结构与电子的排布一、原子核的结构1.质子：原子核中带有正电荷的粒子，质量约为1个原子单位。
2.中子：原子核中不带电的粒子，质量约为1个原子单位。
3.质子数：原子核中质子的个数，决定了元素的种类，称为原子序数。
4.质量数：原子核中质子数和中子数的总和，决定了原子的质量。
5.同位素：具有相同质子数，但中子数不同的原子，它们具有相同的化学性质，但物理性质有所不同。
二、电子的排布1.电子层：原子中电子分布的区域，离原子核越远，电子层越高。
2.基态：原子中电子所处的最低能量状态，也称为正常态或稳定态。
3.激发态：原子中电子从基态跃迁到更高能量状态的现象。
4.轨道：电子在原子核周围运动的路径，有确定的能量和形状。
5.能级：电子可能具有的不同能量状态，每个能级包含多个轨道。
6.泡利不相容原理：一个原子轨道上最多容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。
7.洪特规则：在等价轨道上，电子优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。
8.奥卡规则：电子在填充轨道时，优先填充能量最低的轨道。
三、原子核与电子的相互作用1.电磁相互作用：电子与原子核之间的电磁力相互作用，表现为电子在原子核周围的排布。
2.强相互作用：原子核中质子与中子之间的强力相互作用，使得原子核稳定。
3.弱相互作用：涉及电子与其他粒子（如中微子）的相互作用，参与某些放射性衰变过程。
四、元素周期表与原子核结构的关系1.元素周期表：按照原子序数排列的元素表格，反映了元素的原子核结构特点。
2.周期：周期表中的横向行，反映了电子层的排布规律。
3.族：周期表中的纵向列，反映了电子最外层的排布规律。
五、原子的化学性质1.价电子：原子最外层电子，决定了原子的化学性质。
2.氧化态：原子在化合物中所具有的氧化数，反映了原子核与电子之间的相互作用。
3.化学键：原子之间通过共享或转移电子而形成的相互作用。
以上是关于原子核的结构与电子排布的知识点介绍，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：氢原子的质子数和质量数分别是多少？解题方法：氢原子的质子数为1，质量数为1（因为氢原子只有一个质子和一个中子）。
原子结构与核外电子排布
远 高
（2）核外电子排布规律
a. 通常状况下电子总是尽先占据能量最 低的能层，只有这些轨道占满后，电 子才能依次进入能量较高的轨道。
b .每个电子层最多容纳的电子数为2n2(n代 表电子层数)，最外层电子数不超过8个， 次外层不超过18个，倒数第三层不超过 32个。
1~18号元素原子结构示意图
能级
猜想二：1s22s22p63s23p64s1
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能级交错
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三、构造原理与电子排布式
构造原理：
随原子核电荷 数递增，绝大 多数原子核外 电子的排布遵 循如右图的排 布顺序，这个 排布顺序被称 为构造原理。
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构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d 核 外 电 子 填 充 顺 序 图
29号铜： 1s22s22p63s23p63d104s1
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注
意
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原子的简化电子排布：原子实 Na的简化电子排布： [Ne]3s1
上式方括号里的符号的意义是： 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 练习：写出第8号元素氧、第14号元素硅和第 26号元素铁的简化电子排布式吗？ 22p4 [He]2s O： Si： [Ne]3s23p2 Fe： [Ar]3d64s2
硒Se：1s22s22p63s23p63d104s24p4 ； 溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5 ；
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氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6 ；
练习：1～36号元素中是否都遵循构造原理？ 举出能否具体的例子？
高中化学知识点：原子结构核外电子排布
高中化学知识点：原子结构核外电子排布原子结构1．原子的构成A Z X ⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧原子核⎩⎨⎧质子：Z 个⎩⎨⎧①每个质子带一个单位正电荷②相对质量约为1中子：A －Z 个⎩⎨⎧①中子不带电②相对质量约为1核外电子：Z 个⎩⎪⎨⎪⎧①围绕原子核做高速运动②每个电子带一个单位负电荷③相对质量为一个质子（中子）的11 836 2．核素(原子)的表示(1)A Z X 表示质子数为Z ，质量数为A 的一种原子。
质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )(2)质子数＝原子核外电子数＝核电荷数＝原子序数＝Z3．三素比较4．氢元素的三种核素H ⎩⎨⎧11H ：名称为氕21H ：用字母D 表示，名称为氘或重氢31H ：用字母T 表示，名称为氚或超重氢其中氘、氚用于制造氢弹。
核外电子排布1．原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里。
(2)每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。
①最外层最多容纳电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
②次外层最多容纳的电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。
2．原子核外电子层排布的表示方法——原子或离子结构示意图下面为钠的原子结构示意图：1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)核素原子一定含有质子和中子()(2)任何粒子的质子数等于电子数()(3)中子数不同而质子数相同的粒子一定是同种元素的不同核素()(4)11H＋、21H＋和31H＋互称为同位素()(5)S2－的结构示意图为()(6)K与K＋的质子数相同而核外电子数不同()(7)质子数大于核外电子数的粒子一定为阳离子()(8)同元素的不同核素其化学性质几乎完全相同()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)√2．(1)18O中的质子数为________，中子数为________。
(2)131 53I中的中子数与质子数之差为________。
原子结构和核外电子排布
考纲解读1．认识原子核的结构，懂得质量数和的含义，掌握构成原子的微粒间的关系，了解元素、核素、同位素的涵义。
2．认识原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义.3．了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，掌握1～36号元素的电子排布（原子结构示意图、电子排布式）。
4．了解原子结构模型的发展历史了解原子“基态”、“激发态”的概念。
知识再现一．原子的构成1．原子的构成原子中微粒的作用2．原子中有关量的关系：电性关系质子数= 核电荷数= 核外电子数= 原子序数质量关系质量数（A）= 质子数(Z) + 中子数(N)二．同位素1.概念2.同位素的特点同位素的化学性质几乎完全相同；自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变。
3.与同素异形体、同分异构体、同系物的比较例题1、据报道，月球上有大量3He存在，以下关于3He的说法正确的是A、是4He的同分异构体B、比4He多一个中子C、是4He的同位素D、比4He少一个质子2、已知自然界氢的同位素16O、17O、18O，氢的同位素有H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有 A、3种 B、6种 C、9种 D、12种3、1999年曾报道合成和分离子含高能量的正离子N5+的化合物N5AsF6，下列叙述中错误的是A、N5+共有34个核外电子B、N5+中氮一氮原子间以共有电子对结合C、化合物中N5AsF6中As化合价为-1D、化合物N5A S F6中F化合价为-1三、核外电子的运动1.核外电子的运动特征核外电子质量，运动速率，运动的空间，确定的轨道。
2.电子云能级（原子轨道）电子云的轮廓图称之为原子轨道.四.核外电子的排布1.核外电子的排布能层（电子层）n 符号K L M N O P Q能级（原子轨道）每一能层的电子的能量也可能不同，又将能层分成相应的能级。
第n能层中，就有个能级，分别为ns 但不一定每一个能级中都有电子。
能级数＝序数。
核外电子分层排布与原子结构模型
1803年，道尔顿提出：构成物质的最小 粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。
科学史话——原子结构的探索历程
英国物理学家 汤姆生
枣糕模型
1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，
人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。
科学史话——原子结构的探索历程
英国科学家
有核模型
卢瑟福
1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子
0.00000000000000000000000000167 Kg
碳原子 １．９９３×１０ - 26
氧原子 ２．６５７×１０ - 26
0.00000000000000000000000002657 Kg
铁原子
9. 2 8 8 x 10 -26
二：相对原子质量（Ar)
（衡量原子的质量的一种方法）
以一种碳原子(C—12)质量的1/12为 标准,其他原子(一个）的质量跟它相比 较所得的比。
中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。
英国物理学家 查德维克
1918-1932年 发现质子中子
英国科学家 卢瑟福
1911年 行星式有核模型
英国物理学家 汤姆生
1897年 枣糕模型
英国化学家 道尔顿
1803年 实心球模型
科学史话——原子结构的探索历程
＋ ＋＋
学习探究一 原子是怎样构成的？ ＋ ＋＋
原子是化学变化中的最小粒子
三、联系和区别
分子
分裂
构成
物质
原子
下列关于分子原子的叙述是否正确
分子原子都是构成物质的粒子 分子大，原子小 分子之间没有间隔，原子之间没有 分子能保持物质的化学性质，原子不能 在化学变化中，分子可以再分，原子不能
原子结构 核外电子排布(结合物质结构)
练习
1. 下列关于核外电子运动状态描述，不正确是： A、核外电子绕核作高速的圆周运动
B、核外电子的运动与行星运动相似
AB
C、现代科技也无法同时测准核外电子的位置和速度 D、核外电子的质量很小，运动速度很快，电子出现 的几率跟区域位置有关
2、原子核外电子的运动特征
电子层 原子轨道 轨道的伸展方向
电子自旋
（1）电子分层排布的依据是什么？ （2）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？ 运动区域的形状一样吗？ （3）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2（n为电子层数）？ （4） 为什么最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）？
同一电子层的电子能量不一定相同， 处在同一电子层的原子核外电子， 也可以在不同类型的原子轨道上运动
。
几个相对原子质量的计算
Ⅰ.核素的相对原子质量＝
一个核素的质量
一个12C的质量×
1 12
Ⅱ.核素的近似相对原子质量（核素的质量数） Ⅲ.元素的相对原子质量
=核素A的相对原子质量×原子百分比a%＋核素B的相对原子 质量×原子百分比b% + ……
Ⅳ.元素的近似相对原子质量
＝核素A的质量数×原子百分比a%＋核素B的质量数×原子 百分比b% + ……
平均
平均 35.485
35Cl核素的相对原子质量
试回答上述各数值的意义: 1. 34.969是表示
。 。 。 。
2 .35.453是表示 氯元素的相对原子质量 3.35是表示 4. 35.485是表示 5. 24.23 ％是表示
35Cl的质量数
氯元素的近似相对原子质量
37Cl在自然界中所占的原子百分数
枣糕式模型 葡萄干面包模型
原子的结构
原子一、原子1．原子的结构原子是由位于原子中心的中子构成的。
原子核位于原子的做高速运动。
注：（1）不是所有原子的原子（2）核电荷数=质子数（3）原子的质子数（或核数不同。
（4）原子核内质子数与中2．核外电子的排布 （1）原子的核外电子排布①电子层在含有多个电子的原子里能量高的通常在离核较远的区稍远的叫第二层，由里向外依②原子结构示意图：如钠（2）元素原子最外层电子原子的相关知识 中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。
原子原子的中心，体积很小，原子里有很大的空间，电子的原子核中都有中子。
子数=核外电子数。
或核电荷数）决定原子的种类，因此不同种类的原数与中子数不一定相等。
子排布 原子里，电子的能量并不相同，能量低的通常在离核较近远的区域运动。
把能量最低、离核最近的叫第一层，向外依次类推，叫三、四、五、六、七层。
如钠原子结构示意图。
层电子数与元素化学性质的关系原子核是由质子和电子在这个空间里类的原子，核内质子核较近的区域运动，，能量稍高、离核元素类别 稀有气体元素 金属元素非金属元素 一般多（3）原子结构示意图的书要正确书写原子结构示意①每一电子层上所容纳的纳2×12=2个；第二层上能容纳②核外电子是逐层排布的依此类推。
③最外层电子数不得超过二、离子1．离子概念：带电的原子（或原分类：阳离子：带正电的原子或原阴离子：带负电的原子或原离子的形成过程：（1）金属原子的最外层电核外电子数，所以带正电荷（2）非金属原子的最外层于核外电子数，所以带负电荷2．离子符号（1）离子符号表示的意义（2）分子、原子和离子的最外层电子数 得失电子倾向 8个(He 为2) 不易得失 一般少于4个 易失去最外层电子 一般多于4个或等于4个 易得到电子图的书写及相关判断构示意图，必须遵循核外电子排布的一般规律：容纳的电子数不超过2n 2个(n 为电子层数)。
例如，能容纳2×22=8个电子；第三层上能容纳2×32=18个电子排布的，先排满第一层，再排第二层，第二层排满后得超过8个。
原子结构与核外电子排布
2．实质：元素原子核外电子排布 的周期性变化。
1、半径大小
逐
渐
增
➢原子：
大
逐渐减小
（1）最外层电子数相同，电子层数越多，半径越大 （2）电子层数相同，最外层电子数越多，半径越小 （3）稀有气体半径特别大 ➢离子： （1）同元素：r（阴离子）> r（原子）> r（阳离子）；
r（低价）> r（高价）
（2）当核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小
2、化合价
元素的最高正价＝最外层电子数(O, F 除外） （1）金属元素一般只有正价＝最外层电子数 （2）非金属元素有正价也有负价。|负价| ＝ 8－最高正价 （3）稀有气体一般为0价
（二）主要化合价
例：
在一定条件下， RO3－与R－发生如下反应： RO3－＋5R－＋6H＋= 3R2＋3H2O，
（1）形成条件: H2O、 HF、NH3 （ F、O、N 均为半径小、吸引电子能力强的原子）
（2）不属化学键，比化学键弱得多，比分子间作用力稍 强，一种特殊分子间作用力（HF、 H2O 、NH3）
（ 3 ）结果 氢键的作用：
①使物质熔、沸点大大升高（HF、H2O、NH3、醇等）
②使物质易溶于水（HF、NH3、乙醇等） ③使物质易液化（ NH3 ） ④产生多聚分子[（ HF ）n]
2、结构特点：有单个分子存在；化学式就是分子式。 3、性质特点
熔、沸点较低 固态、熔融状态下都不导电 溶解性差异较大. 4、常见的物质 绝大多数共价化合物和非金属单质的 固体。如：H2、He、H2O、CO2等。
每个CO2分子周围与之紧邻等距的CO2有 12 个。
与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 。
原子结构模型电子排布
03
副族元素原子的价电子数等于 族序数加1。
04 原子结构模型的意义与影 响
对化学键的影响
共价键
01
电子的排布决定了原子间形成共价键的性质，共价键的形成与
电子云的交叠有关。
离子键
02
电子的排布也影响离子键的形成，当电子完全转移时，形成离
子键。
金属键
03
在金属晶体中，电子的流动性决定了金属键的性质，这种流动
量最低原理和泡利原理。
主族元素原子的次外层电子 数不超过18个，次外层电子
数等于族序数加2。
主族元素原子的最外层电子数 等于价电子数，价电子数等于
族序数。
副族元素的电子排布
01
副族元素原子的最外层电子数 不超过2个，次外层电子数不 超过18个。
02
副族元素原子的电子填充顺序 为(n-2)f、(n-1)d、ns等能级 ，遵循能量最低原理和泡利原 理。
原子核位于原子的中心， 由质子和中子组成，集中 了原子的绝大部分质量。
电子
电子围绕原子核运动， 其数量与元素的化学性
质密切相关。
能级
原子内部电子运动的能 量高低不同，这些不同 的能量状态称为能级。
电子云
电子在原子内以一定的 概率分布，这种概率分
布区域称为电子云。
02 电子排布规则
泡利不相容原理
泡利不相容原理是原子结构模型中的基本原 理之一，它指出在任何一个原子中不可能存 在两个或更多的电子具有完全相同的量子状 态。
量子力学模型
量子力学模型是描述微观粒子运 动规律的理论框架，它解决了经
典力学无法解释的微观现象。
量子力学模型中，电子在原子中 的运动状态是由波函数描述的， 而电子排布则由电子云密度分布
原子的核外电子排布
04 核外电子排布的实例
氢原子的核外电子排布
1
氢原子只有一个电子，排布在1s轨道上。
2
氢原子是所有原子中最简单的，其核外电子排布 遵循泡利不相容原理和能量最低原理。
3
氢原子核外电子排布的能量状态由主量子数n决 定，本例中n=1。
轨道表示式
轨道表示式是另一种表示原子核外电 子排布的方法，它通过图形的方式表 示电子云的分布和电子的运动状态。
轨道表示式的优点是可以直观地展示 电子云的分布情况和电子的运动状态， 有助于理解电子的行为和性质。
能级交错现象
能级交错现象是指在实际的原子核外电子排布中，有些电子 会出现在比其理论能级高的能级上，这种现象称为能级交错 。
。
05 核外电子排布的意义
对元素性质的影响
决定元素的化学性质
核外电子排布决定了元素的化学性质，因为元素的化学反应主要涉及电子的得失或偏移。
元素周期表中的位置与性质
同一周期内，随着原子序数的增加，核外电子数增多，电子填充到更高能级，元素的非金属性增强，金属性减弱。
对周期律的解释
周期表的形成
核外电子排布规律是形成元素周期表的基础，周期表中元素的排列顺序是根据核外电子排布来确定的 。
最低。
当电子从高能级跃迁到低能级时， 会释放出能量，这个能量可以通
过发射光子的方式释放出去。
洪特规则
洪特规则指出，在任何一个原子中，对于同一 能级上的电子，总是优先以等价的方式占据不 同的轨道。
这个规则的原因是，当电子以等价的方式占据 不同的轨道时，它们之间的相互作用是最小的， 从而使得整个原子的能量最低。
原子结构-电子排布
E 4 s
2 .8 5 2
4 .3 e V
E E 4 s E 3 d 2 .3 e V = 5 3 9 n m
结构化学 —— 第二章 原子结构与性质
2.5 原子的电子层结构和元素周期系
1 原子的电子层结构和元素周期系关系
原子的电子层结构决定元素周期性排列， 原子轨道能级组的划分是各种周期的本质 原因。
2 元素的族与分区
族数、主族、副族、s,p,d,f,ds区的划分和特点
ห้องสมุดไป่ตู้
结构化学 —— 第二章 原子结构与性质
2.6 元素基本性质的周期性
元素的基本性质，如：原子半径(r)、电离能(I)、电子亲和能 (Y)、电负性()、电子结合能等。
1.原子半径
原子半径的数值具有统计平均的含义，原子半径包括： 共价半径、离子半径、金属半径和范德华半径等等。
如：Cr 4s13d5 : 而不是4s23d4 Cu 4s13d10: 而不是4s23d9
Mn, Mo, Te, Rc等
2.4.5 原子的电子结构
电子组态
当原子中的每一个电子的量子数n, l都已经确定时 的一种电子排布方式，称为一种电子组态。
试用屏蔽常数方法估算基态钾原子的K(Z=19)的4s和3d能级 的能量．
原子结构-电子排布
2.4.4 原子核外电子排布原则
1. Pauli不相容原理 2.能量最低原理 3. Hund规则
2.能量最低原理
电子优先填充到能量最低的原子轨道
3.洪特（Hund）规则及补充
在一组能量相同的等价轨道上,电子尽可能分占不同的轨道, 且自旋相同。
如果有多个电子，其主量子数n和角量子数l均相同，则其磁 量子数m尽量不同且自旋量子数ms相同。
1 第16讲 原子结构 核外电子排布规律
第16讲 原子结构 核外电子排布规律[高考评价要求]1．结合有关数据和实验事实认识原子结构，知道元素、核素的含义。
2．了解原子核外电子的排布，能画出1～20 号元素的原子结构示意图。
3．知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。
4．能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
考点一 原子结构 核素、同位素1．原子的构成(1)构成原子的微粒及作用原子（A Z X ）⎩⎪⎨⎪⎧原子核⎩⎨⎧质子（Z 个）——决定元素种类中子[（A －Z ）个]在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子（Z 个）——最外层电子数决定元素的化学性质(2)微粒符号周围数字的含义(3)微粒之间的数量关系①原子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数。
②质量数＝质子数＋中子数。
③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数。
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征①相同存在形态的同位素，化学性质基本相同，物理性质不同。
②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数一般不变。
①由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种数。
②不同核素可能具有相同的质子数，如21H和31H；也可能具有相同的中子数，如14 6C和16 8O；还可能具有相同的质量数，如14 6C和14 7N。
(3)常见的重要核素及其用途核素235U 14 6C 21H 31H 18 8O92用途核燃料考古断代制氢弹示踪原子题组一同位素、核素的概念辨析1．2020年4月，我国自主设计的、被称为“人造太阳”的“东方超环”核聚变实验装置取得重大突破，该核聚变的基础原料是从海水中提取的氘和氚。
下列叙述错误的是()A．氘原子的质量数为2B．氚原子内中子数和核外电子数之差为1C．氘原子和氚原子互为同位素D．海水中的H2O与D2O互为同素异形体解析：选D。
原子的排布和结构
原子的排布和结构
原子的排布和结构是由原子核和核外电子决定的。
核外电子的排布规律是根据电子的能量不同，按照从里到外的顺序，分为1、2、3、4、5、6、7层，电子层最多能容纳2n2个电子（n为层序数）。
电子的能量越低，离核越近；能量越高，离核越远。
最外层电子数不超过8个（第一层为最外层时，不超过2个）。
在书写原子结构示意图时，要遵循核外电子排布的一般规律，如核外电子总是尽先排在能量最低的电子层里，第一层排满才能排第二层，第二层排满才能排第三层等。
每个电子层最多能容纳2n2个电子（n为层序数，第一层n=1，第二层n=2），最外层电子数不超过8个。
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原子的结构和元素的电子排布
原子的结构和元素的电子排布一、原子的结构原子是物质的基本单位，由原子核和核外电子组成。
1.原子核：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的质量主要集中在原子核上。
2.核外电子：核外电子带负电，围绕原子核高速运动。
电子在原子核外的空间中存在不同的能级，这些能级被称为电子层。
二、电子层和能级1.电子层：电子层是核外电子按能量大小分布的不同的空间区域。
常见的电子层有K层、L层、M层等。
2.能级：能级是电子层内的不同能量状态。
同一电子层内，能级越高，电子的能量越大。
三、元素的电子排布元素的电子排布是指一个原子中电子在各电子层的分布情况。
电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。
1.能量最低原理：原子核外电子先占有能量最低的电子层，然后再依次占据能量更高的电子层。
2.保里不相容原理：一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数（主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数）。
3.洪特规则：在等价轨道（具有相同能量的轨道）上，电子将优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。
四、元素周期表与电子排布元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的一张表，它反映了元素的原子结构和性质。
元素周期表中的元素按照电子排布的规律分布在不同的周期和族。
1.周期：周期表中，垂直的列称为周期。
每个周期代表一个电子层的填充。
周期数等于电子层数。
2.族：周期表中，水平的行称为族。
同一族元素具有相同的价电子数，即最外层电子数。
五、电子排布与元素性质元素的电子排布决定了其化学性质。
最外层电子数目的不同，使得元素在化学反应中得失电子的能力不同，从而表现出不同的化学性质。
1.金属元素：金属元素的最外层电子数较少，易失去电子，表现为还原性。
2.非金属元素：非金属元素的最外层电子数较多，易获得电子，表现为氧化性。
3.稀有气体元素：稀有气体元素的最外层电子数已达到稳定结构，不易参与化学反应，表现为稳定性。
原子的结构和元素的电子排布是化学学科的基础知识。
第一节 原子结构第2课时构造原理与电子排布式
3s23p63d10 4s2 4p4 3s23p63d10 4s2 4p5 3s23p63d10 4s2 4p6
电子排布式可以简化 如：钠的电子排布式可简化为[Ne]3s1 上式方括号里的符号的意义是： 表示内层电子已达到稀有气体结构的部分 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吗？
× (2)K的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。( )
(3)Mg的简化电子排布式为[Ne]3s2
√ ( )
(4)原子核外每一能层最多可容纳n2个电子
× ( )
【课堂练习】
2.已知某+2价离子的电子排布式为1s22s22p6,该元素在周期表
A 中所属的族是( )
A.ⅡA B.ⅡB
C.Ⅷ
D.ⅠB
【课堂练习】
D 3.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
【课堂练习】
4.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子处于基态
Na：3s1 Al：3s2 3p1 Cl：3s2 3p5
Mn：3d5 4s2 Br：4s24p5
各能级的能量高低顺序
①相同能层的不同能级的能量高低顺序 ：ns<np<nd<nf
②同一能级不同能层的能量高低顺序： 1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p; 3d<4d
③不同层不同能级可由下面的公式得出: ns < (n-2)f < (n-1)d < np (n为能层序数) 称为能级交错现象
专题20原子的组成及排布规律
专题20 原子的组成及排布规律【知识框架】【基础回顾】一、原子的构成（1）原子的组成（2）符号中各数字的含义（3）组成原子的各种微粒及相互关系①质子数（Z）=核电荷数=原子序数②质量数（A）=质子数（Z）+ 中子数（N）③阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数④阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数二、核外电子排布1、核外电子排布（1）排布方式分层排布，电子层由里到外依次是：第一、…、七层，符号分别对应：K、L、M、N、O、P、Q。
（2）排布规律①电子是在原子核外距核由近及远，能量由低至高的不同电子层上分层排布。
②每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。
③电子一般总是先排在能量低的电子层里，即最先排在 K层，当 K 层排满后，再排 L 层，依此类推。
④最外层电子数不超过8个(或 2个)，次外层不超过18个，倒数第3层不超过32个。
2、构造原理能量最低原理（★选修内容）（1）能层与能级①能层多电子原子的核外电子的能量是不同的。
按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层。
原子核外电子的每一个能层(序数为n)最多可容纳的电子数为2n2。
②能级多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成能级。
（2）构造原理随着原子核电荷数的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。
【思考】核外电子排布完全依照电子层顺序排列吗？核外电子排布的规律并不完全依据电子层顺序，而是按能级顺序进行的。
（3）能量最低原理、基态与激发态光谱①能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
②基态与激发态原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，跃迁过程中伴随着能量的变化。
光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
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相同，化学性质几乎相同 同一元素中，可以有若干种互为同位素的不同核 素，故核素（原子）种类远多于元素种类
决定元素种类的是原子中的 质子数 ； 决定核素（原子）种类的是原子中的 质子数和中子数 ； 决定原子质量的主要是原子中的 质子数和中子数 ； 决定原子所带电荷的是原子中的 质子数和电子数 ； 决定元素的化学性质的是原子中的 最外 层电子数 。
1、一种微粒的质子数和电子数分别与另一种 微粒的质子数和电子数相同，则不可能是（ ） FG A.不同的原子 B.不同的离子 C.不同的分子 D.同种元素 E. 同位素 F.一种是分子， 一种是离子 G.一种是原子，一种是离子
2、 某元素X所形成的分子X2，其相对分子质量共有 三种,分别为158、160、162；X元素有几种同位素？
体积：核外电子运动范围，半径约为10-10m“球” 质量数 —— A 核电荷数 ——元素符号 （核内质子数） —— Z
X
对于离子、分子呢？
a
a + d c+ --
b
Xe
核外电子数＝a－m n 核电荷数＝质子数<核外电子数， 阴离子： bY 核外电子数＝b＋n （1）某微粒用 A Rn+表示，该微粒所含质子数？ Z 中子数、电子数、质量数？
练习
1、两种化合物AB和DB2 ,若A元素的化合价与H2O中O的化 +4 合价绝对值相等，则D的化合价为________ 2、新型净水剂铁酸钠（ Na2FeO4）中，铁元素的化合 +6 价是_________。
3、现代医学证明，人的牙齿由一层称为碱式磷酸钙的坚硬物 质保护着。碱式磷酸钙的化学式中除钙离子外还含有1个氢氧 Ca5 (OH)(PO 根离子和3个磷酸根离子,则其化学式是 ________ . 4)3 4、某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HXO4，这种 元素的气态氢化物的化学式是 A、HX B、H2X C、XH3 D、XH4 5、已知A元素的第三电子层有3个电子,B元素的第二电子层 有6个电子，A和B形成的化合物的化学式为（ D ） A．AB B．A2B C．AB3 D．A2B3
（4）次外层不超过18个
前18号元素的原子结构示意图
1 1 （1）原子核中无中子的原子：_______
H
Li 、Na 、 H （2）最外层有1个电子的元素：___________ Be、Ar （3）最外层电子数等于次外层电子数的元素：________ C （4）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：_____ （5）电子层数与最外层电子数相等的元素：___________ H、Be、Al。
原子结构模型的演变
汤姆生： 道尔顿：实心球、不可分 电子、葡萄干面包式
卢瑟福：α粒子 带核、行星
玻尔： 氢原子光谱、轨道
量子力学： 测不准
原子的构成
原子
{ 核外电子
原子核
{
质子 中子 1
H
电性：电中性核电荷数= 质子数=核外电子数
质量：集中在原子核 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) ≈相对原子质量
核外电子排布
多电子原子中，核外电子是分层排布。
1
电子层 电子层数：1 2 3 4 5 符号: K 、L 、M 、N、 离核距离：近 远
电子能量：低 高 2 排布规律 （1）能量最低原理（从第一层开始排）
+15 2 8 5
原子结构示意图
（2）各层最多容纳2n2 个电子
（3）最外层不超过8个（K层2个）
3.有一些粒子。如果核电荷数相同，核外电 BE 子数不同，则它们属于_____；如果核电荷数 ACE 和核外电子数都相同，则它们可以是_____； 如果核电荷数不同，核外电子数相同，则属于 _____；如果核电荷数相同，质量数不同，则 D A BCE 它们可以是______。(以上粒子均为单核粒子) A.互为同位素 B.同种元素的原子和离子 C.同一种元素的原子 D.不同元素的原子或离子 E.同种元素的不同离子
Be （6）电子总数为最外层电子数的2倍的是：_________
Si、Li （7）次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：_________ Li、P （8）内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素:________
1-2
2 1-8
2 8 1-8
1.核电荷数分别为16的元素和4的元素的原子相比 较，前者的下列数据是后者的4倍的是 A 电子数 B 最外层电子数 C 电子层数
（2）质子数相同的两种粒子，可能是（ ） A.不同的原子 B.不同的离子 C.不同的分子 D.同种元素 E. 同位素 F.一种是分子， 一种是离子 G.一种是原子，一种是离子
阳离子： W m 核电荷数＝质子数>核外电子数，
元素
核素
…
同位素
核素
元素： 具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子。 核素： 具有一定数目的质子和一定数 目的中子的一种原子。 同位素： 质子数相同而中子数不同的同一元素 的核素（不同原子）互称为同位素。
1.关于 37 Cl叙述错误的是 （D） 17 A.质量数为37 B.中子数为20 C.电子数为17 D.相对原子质量为35.5
2.关于H+ 、H- 、 1H、 2H、 3H五种微粒，以下说法正确 （CD） 的是 A.是五种氢元素 B.是氢元素的五种同位素 C.是氢元素的五种不同微粒 D.它们的质子数均相等 3、1H、2H、3H可形成几种分子？最多有几种相 对分子 质量？ （6种、5种） 它们与16O、17O、18O最多可形成几种水分子？最多有 几种相对分子质量？（18种、7种）
元素的主要化合价与原子的最外层电子数的关系： （1）正化合价＝失去电子数目 =最外层电子数（金属元素） （2）负化合价＝得到电子数目 =最外层电子数－8（非金属元素）
化合价常识： 在化合物里，元素正负化合价的代数和为零， 单质中化合价为0。 金属元素一般只有正化合价 非金属元素可以有正化合价也可以有负化合价 ︳正化合价︳ = ︳负化合价︳知X，Y原子的核电荷数分别为a和b，Xm+和 Yn-的核外电子排布相同，下列正确的是：
A a=b+m+n C a=b+m-n B a=b-m+n D a=b-n-m
(A)
3.已知A2－、B－、C＋、D2＋、E3＋五种简单离子的核 外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大 到小的顺序是 答案：E、D、C、B、A 。