原子核外电子的排布学案

原子核外电子的排布学案

一、构造原理——基态原子电子排布式

1、构造原理：如图

原子核外电子排布所遵循的原理：

（1）能量最低原理：

（2）泡利不相容原理：

（3）洪特规则：

电子填充的先后顺序（构造原理）为：

1s 2s

2p 3

s 3p 4

s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p …… ns (n－2)f (n －1)d np

构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。不同能层的能级有交错现象，

如E (3d)＞E (4s)、E (4d)＞E (5s)、E (5d)＞E (6s)、E (6d)＞E (7s)、E (4f)＞E (5p)等。

构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。如：Na ：1s 22s 22p 63s 1，能级符号上面数字是该能级上的电子数。

［练习］：写出下列原子的电子排布式。

13Al 19K 20Ca 26Fe 35Br 37Rb 也可以简写：如7N : [He] 2s 22p 3 11Na : [Ne] 3s 1

［练习］：写出下列原子的电子排布式的简写形式。

13Al 19K 20Ca 26Fe 35Br 37Rb

注意：1~36号元素24Cr 、29Cu 不符合构造原理。 24Cr 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1 29Cu 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1

二、轨道表示式：用“□”表示轨道，用“↑”或“↓”表示容纳的电子。

如：12He 3 6C 1s 2s 1s 2s 2p

注意：、ns 能级各有1个轨道，np 能级各有3个轨道，nd 能级各有5个轨道，nf 能级各有7个轨道。而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。“↑” “↓”表示自选方向相反。

［练习］：写出下列原子的轨道表示式。

7N 8O

13Al 18Ar

26

Fe 27Co （1）泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳 个电子，且自旋方向 。

也称泡利不相容原理，任何一个原子里绝不会出现运动状态完全相同的电子。

运动状态包含：电子层 能级 轨道 自旋方向

（2）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道且自旋方向相同。

洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。

特例： 24Cr 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1 29Cu 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1

3d 半充满 3d 全充满

[小结]：

1、电子排布为全充满、半充满或全空是能量最低，此时最稳定。

2、基态原子的核外电子排布要遵循的原则是、、。

3、核外电子的表示方法

（1）电子式（2）原子结构示意图（3）核外电子排布式（4）轨道表示式

三、基态、激发态、光谱

1、基态：能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。

2、激发态：能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。

3、基态与激发态相互转化的能量转化的关系

（）能量

基态原子激发态原子

（）能量

4、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会能量（基态→激发态）和能量（激发态→基态），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量。

【巩固练习】

1、当镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时，以下认识正确的是（）

A、镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量

B、镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量

C、转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋方向相同

D、转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似

2、一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是（）

A、+1

B、+2

C、+3

D、—1

3、下列基态原子的电子构型中，正确的是（）

A、3d94s2

B、3d44s2

C、4d105s0

D、4d85s2

4、若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）

A、该元素基态原子中共有3个电子

B、该元素原子核外有5个电子层

C、该元素原子最外层共有3个电子

D、该元素原子M能层共有8个电子

5、以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。

（2）3）4）（5）

违反泡利不相容原理的有，违反洪特规则的有。

6、某元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素基态原子的电子排布式为；元素符号为。

7、写出下列元素基态原子的核外电子排布式：

Sc___ ___ ___ Ti_______________________________

V ____________________________ Mn ______________________________

Cr Cu