电子排布式与轨道表示式

微专题1核外电子排布的规范书写与应用一、核外电子排布的规范书写1．核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式(电子排布图)的关系原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。

2．核外电子的排布表示方法的常见误区(1)当出现d轨道时，虽然电子按n s、(n－1)d、n p的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在n s前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。

(2)在画基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：①(违反能量最低原理)；②(违反泡利原理)；③(违反洪特规则)；④(违反洪特规则)；⑤画轨道表示式时，不能省略空轨道。

如C的轨道表示式应为，而不是。

1．下列几种表示电子排布的方法中正确的是()A．32Ge原子的电子排布式：4s24p2B．28Ni原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1C．O原子的轨道表示式：D．29Cu＋的价层电子排布式：3d94s1答案 C解析32Ge原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，A错误；28Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，B错误；能层高的电子先失去，即先失去4s电子，后失去3d电子，Cu＋的价层电子排布式为3d10，D错误。

2．下列说法错误的是()A．n s电子的能量可能低于(n－1)p电子的能量B．6C的电子排布式为1s22s22p2x，违反了洪特规则C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理答案 A解析电子的能量与能层、能级有关，n s电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，A错误；根据洪特规则知，2p能级上的两个电子应排在两个不同轨道上，B正确；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道，后排能量高的轨道，故应先排4s轨道，即电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，C正确；根据泡利原理知，3p能级最多容纳6个电子，D正确。

《原子核外电子排布应遵循的三大规律》（一）泡利不相容原理：1．在同一个原子里，没有运动状态四个方面完全相同的电子存在，这个结论叫泡利不相容原理。

泡利：奥地利物理学家，1945年获诺贝尔物理学奖。

2．根据这个原理，如果有两个电子处于一个轨道（即电子层电子亚层电子云的伸展方向都相同的轨道），那么这两个电子的自旋方向就一定相反。

3．各个电子层可能有的最多轨道数为，每个轨道只能容纳自旋相反的两个电子，各电子层可容纳的电子总数为2个。

（二）能量最低原理：1．在核外电子的排布中，通常状况下，电子总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当这些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律叫能量最低原理。

2．能级：就是把原子中不同电子层和亚层按能量高低排布成顺序，象台阶一样叫做能级。

（1）同一电子层中各亚层的能级不相同，它们是按s，p，d，f的次序增高。

不同亚层：ns< np< nd< nf（2）在同一个原子中，不同电子层的能级不同。

离核越近，n越小的电子层能级越低。

同中亚层：1s< 2s< 3s；1p< 2p< 3p；（3）能级交错现象：多电子原子的各个电子，除去原子核对它们有吸引力外，同时各个电子之间还存在着排斥力，因而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。

例如：E3d >E4S , E4d >E5S，n≥3时有能级交错现象。

3．电子填入原子轨道顺序：1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p6s4f5d6p 7s5f6d7p，能级由低渐高。

（三）洪特规则：1．在同一亚层中的各个轨道上，电子的排布尽可能单独分占不同的轨道，而且自旋方向相同，这样排布整个原子能量最低。

2．轨道表示式和电子排布式：轨道表示式：一个方框表示一个轨道电子排布式：亚层符号右上角的数字表示该亚层轨道中电子的数目3．洪特规则的特例：同一电子亚层中当电子排布全充满、半充满、全空比较稳定。

基态原子核外电子排布的表示方法
原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则（还有洪特规则特例）。

原子核外电子排布可以用一定的图（式）表示出来。

常见的表示方法如下：
注意
对这些图（式）的应用，要根据实际需要适当选择。

同时要知道可将这些图（式）应用于表示与某原子相对应的离子的核外电子排布。

典例详析
例6－25
下列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．1s2D．
解析◆A项只表示出最外层电子数，B项只表示出核外电子的分层排布情况，C项具体到能层、能级以及能级上的电子数，而D项包含了能层、能级以及原子轨道上电子的自旋状态。

答案◆D
点评◆电子式、原子结构示意图、电子排布式、价层电子排布式、轨道表示式均能反映原子结构，其中轨道表示式不仅能表示出原子的核外电子排布的能层、能级和原子轨道，还能表示出这些电子的自旋状态，对电子运动状态四个方面都进行了描述，最为详尽。

例6－26
下列电子排布式或轨道表示式正确的是
A．C的核外电子轨道表示式：
B．Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2
C．O的核外电子轨道表示式：
D．Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6
解析◆A项中C的核外电子轨道表示式违背洪特规则，B项中Ca的电子排布式违背能量最低原理，C项中O的核外电子轨道表示式违背泡利原理，故选D。

答案◆D。

原子核外电子排布规律①能量最低原理:电子层划分为K<L<M<O<P<Q,对应电子层能量增大;原子核外电子排布按照能量较低者低优先排布原则.②每个电子层最多只能容纳2n2个电子。

③ 最外层最多只能容纳 8个电子（K 层为最外层时不能超过2个）次外层最多只能容纳18个电子（K 层为次外层时不能超过2个倒数第三层最多只能容纳32个电子注意：多条规律必须同时兼顾。

简单例子的结构特点:(1)离子的电子排布:主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同,如钠离子、镁离子、铝离子和氖的核外电子排布是相同的。

阴离子更同一周期稀有气体的电子排布相同：负氧离子，氟离子和氖的核外电子排布是相同的。

（2）等电子粒子（注意主要元素在周期表中的相对位置）①10电子粒子:CH 、N 、NH 、NH 、NH 、O、OH 、H O 、H O 、F 、HF 、Ne 、Na 、Mg 、Al 等。

4-3-23+4-2-23+-++2+3 ②18电子粒子：SiH 、P 、PH 、S 、HS 、H S 、Cl 、HCl 、Ar 、K 、Ca 、PH 等。

4-33-2-2-++2+4 特殊情况：F 、H O 、C H 、CH OH222263 ③核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有：Na 、NH 、H O 等；阴离子有：++43+F 、OH 、NH ； HS 、Cl 等。

---2--前18号元素原子结构的特殊性：（1）原子核中无中子的原子：H11（2）最外层有1个电子的元素：H 、 Li 、Na ；最外层有2个电子的元素:Be 、Mg 、He（3）最外层电子总数等于次外层电子数的元素：Be 、Ar（4）最外层电子数等于次外层电子数2倍的元素：C ；是次外层电子数3倍的元素：O ；是次外层电子数4倍的元素：Ne（5）最外层电子数是内层电子数一半的元素:Li 、P（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H 、Be 、Al（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li 、Si元素周期表的规律：（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素，最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族元素，最外层电子数为8的元素是稀有气体（He 例外）（2）在元素周期表中，同周期的ⅡA、ⅢA 族元素的原子序数差别有：①第2、3周期（短周期）元素原子序数都相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差25（3）同主族、邻周期元素的原子序数差①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素总数；相差的数分别为2,8,8,18,18,32②位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。

原子核外电子排布应遵循的三大规律（一）泡利不相容原理：
1．在同一个原子里，没有运动状态四个方面完全相同的电子存在，这个结论叫泡利不相容原理。

泡利：奥地利物理学家，1945年获诺贝尔物理学奖。

2．根据这个原理，如果有两个电子处于一个轨道（即电子层电子亚层电子云的伸展方向都相同的轨道），那么这两个电子的自旋方向就一定相反。

3．各个电子层可能有的最多轨道数为，每个轨道只能容纳自旋相反的两个电子，各电子层可容纳的电子总数为2个。

（二）能量最低原理：
1．在核外电子的排布中，通常状况下，电子总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当这些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律叫能量最低原理。

2．能级：就是把原子中不同电子层和亚层按能量高低排布成顺序，象台阶一样叫做能级。

（1）同一电子层中各亚层的能级不相同，它们是按，，d，f的次序增高。

不同亚层：nE4S , E4d >E5S，n≥3时有能级交错现象。

3．电子填入原子轨道顺序：1 22 33 43d4 54d5 64f5d6 75f6d7，能级由低渐高。

（三）洪特规则：
1．在同一亚层中的各个轨道上，电子的排布尽可能单独分占不同的轨道，而且自旋方向相同，这样排布整个原子能量最低。

2．轨道表示式和电子排布式：
轨道表示式：一个方框表示一个轨道
电子排布式：亚层符号右上角的数字表示该亚层轨道中电子的数目
3．洪特规则的特例：
同一电子亚层中当电子排布全充满、半充满、全空比较稳定。