核外电子结构的补充知识

能层 符号 能级 最多电子 一 K 1s 2 二 L 2s 2p 2 6 三 M 3s 3p 3d 2 6 10 四 N 4s 4p 4d 4f 2 6 10 14 五 O 5s 5p„„ 2 6„„
数
电子离核 远近
近→远
电子能量
高低
低→高
能层与能级的组成及能量关系
(1)不同能层的能级组成 任一能层的能级总是从 s能级开始，能层的能级 数等于该能层的序数：第一能层只有 1 个能级 (1s)，第二能层有 2个能级(2s和2p)，第三能层
例１．下列各原子的电子排布正确的是（ BD ）
A.铍 1s22s12p1 B.碳 1s22s22p2 C.氦 1s12s1
D.氯 1s22s22p63s23p5
例2．下列各原子或离子的电子排布式错误 的是（ ） A、 Al 1s22s22p63s23p1 B、 O21s22s22p6 C、 Na+ 1s22s22p6 D D、 Si 1s22s22p2
电子排布式 将 能级 上所容纳的电子数标在该能级符号 右上角 ，并按照能层从左到右的顺序排列 的式子，称电子排布式，如氢元素的电子 排布式为：
若直接书写电子排布式若有困难，可先写出 原子的原子结构示意图，再据此写出电子 排布式，如
以下是表示铁原子的3种不同化学用语。
铁原子结构示意图
铁原子电子排布式 铁原子电子排布图 （轨道表示式） 1s22s22p63s23p63d64s2
有3个能级(3s,3p和3d)，依次类推。
1．下列电子层中，包含有f能级的是( ) A．K电子层 B．L电子层 C．M电子层 D．N电子层 解析： 能层数＝能层中所包含的能级数。 答案： D
(2)不同能层中各能级之间的能量大小关系 ①不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。 例如：1s<2s<3s„„，2p<3p<4p„„。 ②同一能层中，各能级之间的能量大小关系是 s<p<d<f„„。 例如：第四能层中4s<4p<4d<4f。 ③能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。 例如：2px＝2py＝2pz。
3d 4S 3P 3S
2P 2S
1S
原子的核外电子排布的5种表示方法 原子
结构 意义 实例 用数字在能级符号右上角标明
将每个能层上的电子总数表示
在原子核外的式子
示意
图
电子 意义 该能级上排布的电子数，这就 排布 是电子排布式 式 实例 K 1s22s22p63s23p64s1
简化电 子排布 式
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把 意义 内层电子达到稀有气体结构的部分以相
练习1．某元素原子的核外有三个能层，最外能 层有4个电子，该原子核内的质子数为( ) A．14 B．15 C．16 D．17
练习 2 ．主族金属元素的原子失去最外层电子形
成阳离子，非金属元素的原子得到电子填充在 最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子 排布式错误的是( )
A．Ca2＋ 1s22s22p63s23p6
⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg：1s22s22p6 ⑦ C：
元素周期系
长式周期表的主表从左到右可分为s区，d区，ds 区，p区4个区，有的教科书把ds区归入d区；副表(镧 系和锕系)是f区元素
Hale Waihona Puke Baidu
s
d f
ds
p
练习4．下列原子或离子的电子排布式正确的是 ________，违反能量最低原则的是________， 违反洪特规则的是________，违反泡利原理的 是________。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6 ③P： ④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
B．F－
C． S
1s22s23p6
1s22s22p63s23p4
D．Ar
1s22s22p63s23p6
练习3．有A、B、 C、D 四种短周期主族元素， 它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核 外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富 的元素，B元素原子的核外p电子数比s电子数 少 1 ， C 为金属元素且原子核外 p 电子数和 s 电 子数相等； D 元素的原子核外所有 p 轨道全满 或半满。 (1)写出四种元素的元素符号： A．____________________， B.______________________， C．____________________， D._____________________。
试画出质子数为35的元素的基态原子的电子排布图
基态原子电子组态 价电子层 “电子仁”或“电子实” 价层电子 表：基态电中性原子的电子组态 1 氢H 1s1 15磷P [Ne] 3s23p3 2 氦He 1s2 16硫S [Ne] 3s23p4 3 锂Li [He] 2s1 17氯Cl [Ne] 3s23p5 不 2 2 6 2 6 4 铍Be [He] 2s2 18氩Ar 1s 2s 2p 3s 3p 符 5 硼B [He] 2s22p1 19钾K [Ar] 4s1 合 6 碳C [He] 2s22p2 20钙Ca [Ar] 4s2 构 7 氮N [He] 2s22p3 21钪Sc [Ar] 3d14s2 8 氧O [He] 2s22p4 造 22钛Ti [Ar] 3d24s2 9 氟F [He] 2s22p5 23钒V [Ar] 3d34s2 原 10氖Ne 1s2 2s22p6 24铬Cr* [Ar] 3d54s1 理 1 11钠Na [Ne] 3s 25锰Mn [Ar] 3d54s2 12镁Mg [Ne] 3s2 26铁Fe [Ar] 3d64s2 13铝Al [Ne] 3s23p1 27钴Co [Ar] 3d74s2 14硅Si [Ne] 3s23p2 28镍Ni [Ar] 3d84s2
(3)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， 且自旋方向相同，这样整个原子的能量最低。 如2p3的电子排布为 ，不能为
(4)洪特规则的特例：有少数元素的基态原子的电 子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能 量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充 满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的 能量较低，原子较稳定。
Cl元素的相对原子质量是35.5，氯元素有两种核 35 37 素是17 Cl 和17 Cl ,其原子个数比是多少？
电子亚层
„ „
能层 能级
K
L
M
N
„ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f „ 6 2 6
最多 2 2 电子数
„ 10 2 6 10 14 „
(3)各能层、能级所容纳电子数及能量关系
应稀有气体的元素符号外加方括号表示
实例 K：[Ar]4s1
价电子 意义 排布式
主族元素的价层电子指最外层电子，价
层电子排布式即外围电子排布式
实例 Al：3s23p1 意义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头 代表一个电子
电子 排布图 实例
用电子排布图（轨道表示式）表示原子核外 电子排布 如：O原子电子排布图
练习. 按要求填空。 (1)11Na的电子排布式____________________。 (2)20Ca的价电子排布式____________________。 (3)35Br－的离子结构示意图______________。 (4)7N的电子排布图____________________。
写出原子序数1-18元素基态原子的电子排布式 会写稀有气体元素的核外电子排布式
例．29号元素铜的电子排布式正确的是( A．1s22s22p63s23p64s13d10 B．1s22s22p63s23p63d104s1 C．1s22s22p63s23p63d94s2 D．1s22s22p63s23p63d84s24p1 答案： B
)
练习．下列轨道表示式所表示的元素原子中， 其能量处于最低状态的是( D )
3.构造原理与电子排布式 (1)构造原理 ①含义：在多电子原子中，电子在能级上的排 布顺序是：电子先排在能量 较高 的能级上，然 后依次排在能量 低 的能级上。 ②构造原理示意图
• 核外电子排布的原则 • (1)能量最低原理：原子核外电子先占有能量低 的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使 整个原子处于能量最低的状态。 • (2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两 个自旋方向不同的电子。如2s轨道上的电子排 布为 ，不能为
相对原子质量
某种元素的相对原子质量，是按各种天然同位素 原子所占的一定百分比算出来的加权平均值。 氯元素的相对原子质量＝ 34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453 对元素的各同位素原子质量数进行加权平均，所得的 数值可以近似表示元素的相对原子质量，又叫 元素的近似相对原子质量 氯元素的近似相对原子质量 ＝35×75.77%+37×24.23%=35.48
• 练习．下列3d能级的电子排布图正确的是(
)
• 解析： A、D中同一个原子轨道内电子的自旋 方向相同，违反了泡利不相容原理；C违反了洪 特规则。 • 答案： B
1～36号元素核外电子排布的特殊性 ①最外层只有1个未成对电子的元素： ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)， ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)， ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)； 最外层有2个未成对电子的元素： ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)， ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)； 最外层有3个未成对电子的元素： ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。 ②核外电子排布中，未成对电子数最多的元素： Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。