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。

习题及方法：
1.习题：一个氢原子的核外电子从第3能级跃迁到第2能级，电子释
放的能量是多少？
解题思路：根据能级差计算能量差。

氢原子第3能级的能量为-1.51eV，第2
能级的能量为-3.40eV。

能量差 = -1.51eV - (-3.40eV) = 1.89eV。

答案：电子释放的能量为1.89eV。

2.习题：一个碳原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：碳原子的原子序数是6，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道。

核外电子排布式为1s²2s²2p²。

答案：碳原子的核外电子排布式为1s²2s²2p²。

3.习题：一个氧原子的核外电子从第2能级跃迁到第1能级，电子吸
收的能量是多少？
解题思路：根据能级差计算能量差。

氧原子第2能级的能量为-3.40eV，第1
能级的能量为-13.60eV。

能量差 = -3.40eV - (-13.60eV) = 10.20eV。

答案：电子吸收的能量为10.20eV。

4.习题：一个钠原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：钠原子的原子序数是11，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道，最后填充3s轨道。

核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹。

答案：钠原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹。

5.习题：一个钙原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：钙原子的原子序数是20，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道，最后填充3s和3p轨道。

核外电子排布式为
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²。

答案：钙原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²。

6.习题：一个铁原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：铁原子的原子序数是26，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道，最后填充3s、3p、3d和4s轨道。

核外电子排布式为
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²。

答案：铁原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²。

7.习题：一个钾原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：钾原子的原子序数是19，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道，最后填充3s和3p轨道。

核外电子排布式为
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹。

答案：钾原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹。

8.习题：一个铜原子的核外电子排布式是什么？
解题思路：铜原子的原子序数是29，根据能量最低原理，电子先填充1s轨道，然后填充2s和2p轨道，最后填充3s、3p、3d和4s轨道。

核外电子排布式为
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹。

答案：铜原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹。

以上是根据所学的知识点出的习题，每道习题都有详细的解题思路或答案。

通
过这些习题，可以更好地巩固和理解原子的能级和电子排布的知识
其他相关知识及习题：
1.习题：解释能级的概念，并说明能级对原子性质的影响。

解题思路：能级是指原子核外电子可能具有的能量状态。

能级对原子的性质有
重要影响，如原子的电子亲和能、电离能和原子半径等。

答案：能级是原子核外电子可能具有的能量状态。

能级对原子的性质有重要影响，如原子的电子亲和能、电离能和原子半径等。

2.习题：解释泡利不相容原理，并说明其在电子排布中的应用。

解题思路：泡利不相容原理指出，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。

在电子排布中，泡利不相容原理决定了电子在原子轨道上的分布。

答案：泡利不相容原理指出，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。

在电子排布中，泡利不相容原理决定了电子在原子轨道上的分布。

3.习题：解释能量最低原理，并说明其在电子排布中的应用。

解题思路：能量最低原理指出，电子在填充原子轨道时，总是先填充能量最低
的轨道。

在电子排布中，能量最低原理决定了电子在能级上的分布。

答案：能量最低原理指出，电子在填充原子轨道时，总是先填充能量最低的轨道。

在电子排布中，能量最低原理决定了电子在能级上的分布。

4.习题：解释洪特规则，并说明其在电子排布中的应用。

解题思路：洪特规则指出，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。

在电子排布中，洪特规则决定了电子在能级上的分布。

答案：洪特规则指出，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。

在电子排布中，洪特规则决定了电子在能级上的分布。

5.习题：解释自旋量子数，并说明其在电子排布中的应用。

解题思路：自旋量子数表示电子自旋状态，有±1/2两个值。

自旋量子数的确定，遵循泡利不相容原理。

在电子排布中，自旋量子数决定了电子在原子轨道上的自旋方向。

答案：自旋量子数表示电子自旋状态，有±1/2两个值。

自旋量子数的确定，
遵循泡利不相容原理。

在电子排布中，自旋量子数决定了电子在原子轨道上的自旋方向。

6.习题：解释原子轨道的概念，并说明其对原子性质的影响。

解题思路：原子轨道是电子在原子中可能出现的空间区域。

原子轨道的形状和
大小不同，对原子的性质有重要影响，如原子的电子云分布和原子的化学键性质等。

答案：原子轨道是电子在原子中可能出现的空间区域。

原子轨道的形状和大小
不同，对原子的性质有重要影响，如原子的电子云分布和原子的化学键性质等。

7.习题：解释能级图的概念，并说明其在理解原子性质中的应用。

解题思路：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。

在理解原子性质方面，能级图具有重要意义。

答案：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。

在理解原子性质方面，能级图具有重要意义。

8.习题：解释电子亲和能和电离能的概念，并说明它们与能级的关系。

解题思路：电子亲和能是指原子获得电子形成阴离子时所释放的能量，电离能
是指原子失去电子形成阳离子时所吸收的能量。

电子亲和能和电离能与原子的能级有关，能级越高，电子亲和能和电离能越大。

答案：电子亲和能是指原子获得电子形成阴离子时所释放的能量，电离能是指
原子失去电子形成阳离子时所吸收的能量。

电子亲和能和电离能与原子的能级有关，能级越高，电子亲和能和电离能越大。