核外电子的排布(竞赛辅导)(2008 石)
核外电子排布规律总结
核外电子排布规律总结1.周期性表现:元素的核外电子排布呈现周期性的特征,即每个周期(横行)中,核外电子的数量增加一格,直到达到最大值,然后重新从一开始增加。
这是因为每个周期都对应着一个新的能级,新的能级能够容纳更多的电子。
例如,第一周期(1s^2)能容纳的电子数最多为2个,第二周期(2s^2,2p^6)能容纳的电子数最多为8个,以此类推。
2.塞满次能级原理:每个次能级(能级中的电子轨道)先填满一个自旋相同的电子,然后再填入反自旋相反的电子。
这是因为同一次能级中的电子具有相同的能量,自旋相同的电子之间存在排斥,而反自旋的电子则可以共存。
例如,2s轨道中的两个电子的自旋相同,而2p轨道中的六个电子的自旋相反。
3.近核电子屏蔽原理:近核电子对核外电子的吸引力比较大,能够屏蔽核外电子与核之间的排斥作用。
因此,核外电子的有效吸引力与核电荷数并不完全成正比,而是受到近核电子屏蔽的影响。
例如,对于周期表中的同一周期来说,核外电子数量相同,但随着核电荷数的增加,核外电子的有效吸引力减小。
4.具体的元素周期表规律:根据元素周期表中的周期和族(纵列),我们可以总结出一些具体的规律。
例如,周期表中第一周期的元素(氢和氦)只有一个能级(1s),且最多只能容纳两个电子;第二周期的元素(锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖)具有两个能级(2s和2p),且最多只能容纳八个电子;第三周期的元素(钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩)具有三个能级(3s、3p和3d),且最多只能容纳十八个电子,以此类推。
此外,同一族的元素具有相似的核外电子排布,因为它们具有相似的化学性质。
5.化合价与核外电子数:化合价是元素的一个重要的化学性质,它与元素的核外电子数密切相关。
一般来说,阳离子的化合价等于核外电子数减去气体电子层(最高能级)的电子数,而阴离子的化合价等于气体电子层的电子数减去核外电子数。
这是因为阳离子通过失去核外电子来形成稳定的结构,而阴离子通过获得核外电子来形成稳定的结构。
原子核外电子排布规律
3
原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时 ①电子尽可能分占不同的原子轨道, ②自旋状态相同
洪特规则特例
全满(s2、p6、d10、f14) 半满(s1、p3、d5、f7) 全空(s0、p0、d0、f0)时比较稳定。
原子核外电子排布遵循的原理
1 1.能量最低原理
排布 规律
2 2.泡利不相容原理
3 3.洪特规则
4,轨道表示式 原子核外电子不同运动状态
2
1,(2009)以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动 状态描述最详尽的是
A.:He
B.
C.1s2
D.
2,短周期元素中,原子基态时具有1个未成对电子的元素共有( )
A.5
B.6
C.7
D.8
2
写出24Cr原子的轨道表示式 和电子排布式
1s22s22p63s23p63d54s1
能级交错
E(4s) < E(5s) < E(6s) <
E(3d) E(4d) E(5d)
2
5, 什么是基态,激发态光谱是如何产生的
原子的发射与吸收光谱
低能量轨道电子
吸收能量 原子吸收光谱
高能量轨道电子
释放能量 原子发射光谱
低能量轨道电子
2
6, 同一能级电子排布是如何排布的遵循什么规律
2
每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两 个电子存在 。
(2)原子外围电子排布式:
①原子实:将原子内层已达到稀有气体结构 的部分写成原子实,以稀有气体的元素符号 外加方括号表示。
②在化学反应中,原子外围电子发生变化, 而原子实不受影响。
③也可以省去原子实,直接写出原子外围电 子排布式。
核外电子排布_课件完美版PPT
得2个电子
S2-
8
化学反应 得、失 电子〔内离外子不
等
内多外少带正电—阳离子 内少外多带负电—阴离子
原子
化学反应 得、失 电子
离子 内多外少带正电—阳离子
内少外多带负电—阴离子
〔内外相等
〔内外不
不显电性〕
等
离子表示法——离子符号 显电性〕
阳离子:H+、Na+、Mg2+、Al3+ 阴离子:Cl -、S2 -、O2 -
核外电子排布_课件
原子的结构
原子 原子核 +
核外电子 —
质子:一个质
子带一个单位的 正电荷
中子:不带电
核电荷数〔即质子数〕= 核外电子数
原子相对质量︽ 质子数 + 中子数原子 原子的质量主要集中在原子核上
原子核内质子数决定元素种类
原子不显电性的原因:
由于原子核所带电量和核外电子 的电量相等,但电性相反,所以整 个原子不显电性。
当x= 时,表示阴离子。
局3、元部元金素素属的元分化素学类的性原质子是结由构原示金子意的图属最外元层素电子数 决定
非金属元素
稀有气体元素
最由同于学外原 们子有层核没电所有带想子电过量电数和子核是最外怎电样外子围的绕层电原电量子相核子等做,高1-但速电运3性动个相的反呢,? 所以最整个外原子层不电显电子性。4--7个
食盐〔NaCI〕 晶体
学完本课题我们知道了
1、原子核外电子是分层排布 2、原子结构示意图 3、元素的化学性质是由 原子的最外层电子数 决定
4、构成物质的粒子有三种:分子 、原子 、离子 。
1、以下所示微粒中,属于原子的是( 〕,属 于 阴 离子的是〔 〕,属于阳离子的是〔 〕,属于同一 种元素的是〔 〕,属于金属原子的是〔 〕属于 非金属原子的是〔 〕
核外电子的排布规律
核外电子的排布规律集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-核外电子的排布规律一、能量最低原理所谓能量最低原理是,原子核外的电子,总是尽先占有能量最低的原子轨道,只有当能量较低的原子轨道被占满后,电子才依次进入 能量较高的轨道,以使原子处于能量最低的稳定状态。
原子轨道能量的高低为:1.当n 相同,l 不同时,轨道的能量次序为s <p <d <f 。
例如,E 3S <E 3P <E 3d 。
2.当n 不同,l 相同时,n 愈大,各相应的轨道能量愈高。
例如,E 2S <E 3S <E 4S 。
3.当n 和l 都不相同时,轨道能量有交错现象。
即(n -1)d 轨道能量大于ns 轨道的能量,(n-1)f 轨道的能量大于np 轨道的能量。
在同一周期中,各元素随着原子序数递增核外电子的填充次序为ns ,(n -2)f ,(n -1)d ,np 。
核外电子填充次序如图1所示。
图1 电子填充的次序图2 多电子原子电子所处的能级示意图最外层最多能容纳8电子,次外层最多能容纳18电子。
每个电子层最多容纳的电子数为2n2个(n为电子层数的数值)如:各个电子层中电子的最大容纳量从表可以看出,每个电子层可能有的最多轨道数为n2,而每个轨道又只能容纳2个电子,因此,各电子层可能容纳的电子总数就是2n2。
二、鲍利(Pauli)不相容原理鲍利不相容原理的内容是:在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子,或者说在同一原子中没有运动状态完全相同的电子。
例如,氦原子的1s轨道中有两个电子,描述其中一个原子中没有运动状态的一组量子数(n,l,m,ms)为1,0,0,+1/2,另一个电子的一组量子数必然是1,0,0,-1/2,即两个电子的其他状态相同但自旋方向相反。
根据鲍利不相容原理可以得出这样的结论,在每一个原子轨道中,最多只能容纳自旋方向相反的两个电子。
于是,不难推算出各电子层最多容纳的电子数为2n2个。
核外电子的排布规律
核外电子的排布规律原子核外电子排布应遵循能量最低原理、Hund(洪特)规则和Pauli(泡利)不相容原理。
1.能量最低原理能量最低原理是指通过对基态原子的核外电子进行排布,使整个原子的能量处于最低状态,而非是使电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道。
注意:电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道≠整个原子的能量处于最低状态,因为整个原子的能量不能机械地认为是各电子所占轨道的能量之和。
基态原子:能量处于最低状态的原子。
能级顺序为从上至下箭头依次穿过的先后顺序,如:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……。
电子按原子轨道的能级顺序进行排布,以保证整个原子的能量处于最低状态。
例:Br(35)的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s23d104p5,书写时按主量子数的大小顺序进行排列1s22s22p63s23p63d104s24p5。
2. Pauli(泡利)不相容原理Pauli不相容原理是指每个轨道(原子轨道中的轨道)最多只能容纳2个电子,且自旋方向相反(↑↓)。
s电子亚层只有一个s轨道,只能容纳2个电子;p电子亚层含有三个简并轨道,能容纳6个电子;d电子亚层含有五个简并轨道,能容纳10个电子;f电子亚层含有七个简并轨道,能容纳14个电子。
3. Hund(洪特)规则Hund规则是指在能量相等的简并轨道上,电子优先以自旋方向相同的方式分别占据不同的简并轨道,使原子的总能量最低。
简并轨道:能量相等的轨道,如:px,py,pz就是三个能量相等的简并轨道。
例:N原子核外有7个电子,根据能量最低原理和Pauli不相容原理,1s轨道排2个电子,2s轨道排2个电子,根据Hund规则,剩余的3个电子将以自旋方向相同的方式排在三个简并的2px,2py,2pz轨道。
简并轨道处于全满、半满和全空状态时比较稳定全满:p6,d10,f14半满:p3,d5,f7全空:p0,d0,f0例:Cu(29)的核外电子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1。
核外电子分层排布示意图
核外电子分层排布示意图一、 Nhomakorabea外电子的排布
1、核外电子是分层排布的
电子层:1 2 3 4 5 6 7
离核:近
远
能量:低
高
能量低的在离核近的区域运动,能量高的 在离核远的区域运动
2、电子在电子层上的分布规律
第一层最多容纳2个电子 第二层最多容纳8个电子 第三层最多容纳18个电子 第n层最多容纳 2n2 个电子
(1)A、B、C、D、E、F共表示 元素。
(2)表示原子的粒子是 ACF 下同)。
(3)表示离子的粒子是 BDE
四
种
(填序号,
。
[例2]铜是由 铜元素 组成 的,由 铜原子 构成的;水
是由 氢元素和氧元素组成的,
由 水分子 构成的;氯化钠 是由 氯元素和钠元素组成的, 由 钠离子和氯离子构成的。
[例3]某粒子结构示意图为
ay-2020.5.16
• 14、我只是自己不放过自己而已,现在我不会再逼自 己眷恋了。20.5.1606:37:3116 May 202006:37
•
3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.5.16 06:37:3 106:37 May-20 16-May -20
•
4、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的 错儿。 06:37:3 106:37: 3106:3 7Saturday, May 16, 2020
•
5、知人者智,自知者明。胜人者有力 ,自胜 者强。 20.5.16 20.5.16 06:37:3 106:37: 31May 16, 2020
电
子,形阳成
离子(填“阴”或“阳3”),带
个正单位的
电荷(填“正”或“负”),铝离子的符号表示
基态原子的核外电子排布
4f
4
顺
序
3s
3p
3d
3
图
2s2p2ຫໍສະໝຸດ 1s1小结:
一、原子核 外电子排布 遵循的原理 和规则
能量最低原则
泡利不相容原理 洪特规则
二、原子核 外电子排布 的表示式
电子排布式 电子排布图
方法导引
解决基态原子电子排布问题的一般思路
确定原子序数 能量最低原则 泡利不相容原理 轨道排布 洪特规则
能级排布
思考题:
洪特规则
对于基态原子,电子在能量相同的轨道 上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自 旋方向相同。
C 1s2 2s22p2
3 锂Li 1s2 2s1 4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 1s2 2s22p1 6 碳C 1s2 2s22p2 7 氮N 1s2 2s22p3 8 氧O 1s2 2s22p4 9 氟F 1s2 2s22p5 10氖Ne 1s2 2s22p6
1.原子核外电子在排布时,最外层为什么不 超过8个电子?
思考题:
2 .每个电子层最多容纳的电子数为什么为 2n2个(n代表电子层数)?
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
泡利不相容原理
电子排布式 Li: 1s22s1
电子排布图
1s 2s
用一个○表示一个原子轨道, 在○中用“↑”或“↓”表示该轨道上排 入的电子。
问题3 ?
《核外电子排布》 讲义
《核外电子排布》讲义一、引言在探索物质世界的奥秘中,原子的结构是一个至关重要的领域。
而核外电子的排布则是理解原子性质和化学行为的关键。
让我们一起走进核外电子排布的奇妙世界。
二、什么是核外电子排布原子由原子核和核外电子组成,原子核带正电荷,核外电子带负电荷。
核外电子在原子核外的一定区域内运动,这些区域被称为电子层。
核外电子的排布遵循一定的规律,决定了原子的化学性质和物理性质。
三、核外电子排布的规律1、能量最低原理电子总是优先占据能量较低的轨道,然后再依次进入能量较高的轨道。
这就像人们在坐座位时,总是先选择靠近门口、比较方便的位置,然后再考虑更远、更不方便的位置。
2、泡利不相容原理在同一个原子中,不可能有两个电子的四个量子数完全相同。
简单来说,就是在同一个轨道中,最多只能容纳两个电子,且这两个电子的自旋方向必须相反。
3、洪特规则电子在等价轨道(相同能量的轨道)上排布时,总是尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。
这是因为这样的排布方式能够使原子的能量更低,更加稳定。
四、电子层与电子亚层1、电子层电子层通常用数字表示,从离原子核最近的一层开始,依次为第一层(K 层)、第二层(L 层)、第三层(M 层)等。
电子层的能量依次升高。
2、电子亚层在同一电子层中,电子还可以进一步分为不同的亚层,分别用s、p、d、f 表示。
s 亚层只有一个轨道,p 亚层有三个轨道,d 亚层有五个轨道,f 亚层有七个轨道。
五、核外电子排布的表示方法1、电子排布式用数字和字母来表示电子在原子核外各电子层和亚层的排布情况。
例如,钠原子的电子排布式为 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹。
2、轨道表示式用小方框表示轨道,用箭头表示电子的自旋方向。
这种表示方法能够更加直观地展示电子的排布情况。
六、核外电子排布与元素周期表元素周期表是化学中非常重要的工具,而核外电子排布与元素周期表有着密切的关系。
1、周期元素周期表中的周期与电子层有关。
核外电子的排布
轨道能量顺序
7
泡利不相容原理
每个原子轨道上最多只能容纳两个电子自旋状态不同的电子
①电子成对方式
2s
↓
↑
↓
↓
↑
↑
1s
2p
②在轨道表示式中体现
洪特规则
原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同。
①能量相同的轨道中,自旋相同的单电子越多,体系越稳定
轨道表示式
电子排布式
用原子实简化的电子排布式 电子排布式
外围(价)电子排布式 轨道表示式 原子结构示意图
1
2
3
原子核外电子排布的表示
课本P16:1-6、8
01
练习册P6:3、8、9、12、13
02
第一次作业
作业
01
基态:能量最低的状态
1.基态原子与激发态原子
02
激发态:能量高于基态的状态
原子的发射与吸收光谱
01
02
03
04
05
06
07
1
2
3
4
5
6
例
(2011年常州高二检测)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空: (1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为________。 (2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为________,C的元素符号为________。
C
Ne
Mn
r(K)>r(Mg)>r(Si)
Mn
Mg
Ne
Si
K
原子核外电子排布遵循的原理
原子核外电子排布的表示
原子核外电子的排布
核外电子的排布(高中化学竞赛要求)
第二节核外电子的排布【竞赛要求】用s、p、d等来表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)核外电子排布。
【授课日期】年月日【本节内容】一、多电子原子的能级二、核外电子的排布规律【知识整理】一、多电子原子的能级1、鲍林的轨道能级图:1939 年,鲍林(Pauling,美国化学家)根据光谱实验的结果,提出了多电子原子中原子轨道的近似能级图,又称鲍林能级图①近似能级图是按原子轨道的能量高低来排的,并不是按离核远近排的。
严格意义上只能叫“顺序图”,顺序是指轨道被填充的顺序或电子填入轨道的顺序,把能量的相近能级划成一组,称为能级组:第一能级组1s s轨道能容纳2个电子第二能级组2s,2p第三能级组3s,3p p轨道能容纳6个电子第四能级组4s,3d,4p第五能级组5s,4d,5p d轨道能容纳10电子第六能级组6s,4f,5d,6p第七能级组7s,5f,6d,7p f轨道能容纳14电子第八能级组8s,5g,6f,7d,8p第九能级组 9s,6g,7f,8d,9p g轨道能容纳18电子②主量子数n 相同,角量子数l越大能量越高,即发生“能级分裂”现象。
例如:E4s< E4p < E4d < E4f 。
③当主量子数 n和角量子数同时变动时,发生“能级交错”。
例如:E4s< E3d< E4p , E6s< E4f< E5d< E6p 。
可以按徐光宪的近似公式n+0.7 l计算能级。
“能级交错”和“能级分裂”现象都是由于“屏蔽效应”和“钻穿效应”引起的。
2、屏蔽效应和钻穿效应⑴屏蔽效应:由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷,使有效核电荷降低,消弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。
屏蔽效应使原子轨道能量升高。
⑵钻穿效应:外层电子钻到内部空间而靠近原子核的现象,通常称为钻穿作用。
由于电子的钻穿作用的不同而使它的能量发生变化的现象称为钻穿效应,钻穿效应使原子轨道能量降低。
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电子亚层(能级)的划分: 同一电子层(能层)内运动的电子的能量也不 一定是完全相同的。鉴于此,把每一能层又划 分为能量不同的亚层(能级)。具体如下:
能层
能级
1 2 K L
3 M
4 N
5 6 7 OPQ
……
s s、p s、p、d s、p、d、f
不同的能级中具有不同数目的轨道,具体如 下: …… s p d f 能级
例:使用能级交错图,分析18Ar、 20Ca、24Cr、 26Fe、29Cuபைடு நூலகம்核外电子排布,画出轨道表达式,写 出基态原子核外电子排布式并画出原子结构示 意图,分析Fe、Cu原子失去电子的情况.
核外电子亚层排布的能级交错图
7s
6p 6p 6p 6s 5p 5p 5p 5s 4d 4d 4d 4d 4d 5d 5d 5d 5d 5d 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f
2 核外电子分层排布遵循的规律:
1)能量最低原理: 电子一般总是尽先排在能量最低的能层里, 即最先排布K层,K层排满后再排L层, L层排满后 再排M层。 【问题】为什么不能说“M层排满后再排N层”?
电子在能层上的排布,准确的说,是在能级上 的轨道上的排布。电子总是尽先分布在能量最 低的轨道上(同一能级内的各条轨道能量相 同)。
核外电子亚层排布的能级交错图
7p 7p 7p 7s 6p 6p 6p 6s 5p 5p 5p 5s 4p 4p 4p 6d 6d 6d 6d 6d 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f
5d 5d 5d 5d 5d 4d 4d 4d 4d 4d
3d 3d 3d 3d 3d
核外电子的分层排布
1 核外电子的分层运动、电子层和电子亚层的划分
在含有多个电子的原子里,由于电子的能量 不同,导致电子在核外的运动区域也不相同。电 子在原子核外的分层运动,又叫核外电子的分层 排布。 把能量不同的电子在核外运动的不同区 域看成是不同的电子层,根据该区域运动的电子 的能量的高低(即该区域离核的远近),把核外空 间由近到远划分为七个电子层。并用 n = 1、2、 3、4、5、6、7(或分别称为K、L、M、N、O、 P、Q层)表示从内到外(能量由低到高)的电子层。
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p 3d
Ens<E(n-2)f <E(n - 1)d <Enp <E(n+1)s
例:使用能级交错图,分析18Ar、 20Ca、24Cr、 26Fe、29Cu的核外电子排布,画出轨道表达式,写 出基态原子核外电子排布式并画出原子结构示 意图,分析Fe、Cu原子失去电子的情况. Ar:1s22s22p63s23p6 18 Ca:1s22s22p63s23p64s2 或[Ar]4s2 20 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1 或[Ar]3d54s1 24 Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 或[Ar]3d64s2 26 Cu:1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1 29
轨道数 1 3 5 7
……
而每一条轨道上最多可以有两个自旋方向 相反的电子。由此可推出每层电子层上最多容 纳电子数的规律(2n2): 1 2 3 4 能层 K L M N 能级 s s p s p d s p d f 9 16 轨道数 1 4 18 32 电子数 2 8 5 O 25 50 6 P 36 72 7 Q 49 98
4s
3s 2s 1s 3p 3p 3p 2p 2p 2p
Ens<E(n-2)f <E(n - 1)d <Enp <E(n+1)s
2 核外电子分层排布遵循的规律:
2)泡利(Pauli,W.奥地利科学家)不相容原理:
每一条轨道上最多可以容纳两个自旋方向 相反的电子(尽可能使体系的能量最低)。
3)洪特(Hund,F.德国科学家)规则: 最多轨道原则。电子在能量相同的轨道里分 布时,总是尽先占据不同的轨道(即分布在尽可能 多的轨道里)。 洪特(Hund,F.德国科学家)规则特例: 电子在轨道里分布时,如果处于全充满、全 空、半充满状态,体系能量最低(最稳定)。