基态原子核外电子排布的表示方法ppt课件

超过8个(K层不超 过2个)
K层 L层 量由低到高 的顺序是怎样的？试以第一、二、三 能层所含能级加以说明。
H: 1s1
↑
电子排布式
nl x
轨道类型
电子层数H:
1s1
电子数
原子结构示意图 电子排布式
Li: 1s22s1
练一练
请写出4~10号元素原子的电子排布式。
第2层 (1)能量最低原则； 第1层
(2)各电子层最多
容纳2n2个电子；
+20 2 8 9 1
(3)最外层电子数不
超过8个(K层不超 过2个)
K层 L层 M层 N层
核外电子排布规律：
第3层 第4层 第2层 (1)能量最低原则； 第1层
(2)各电子层最多
容纳2n2个电子；
+20 2 8 8 2
(3)最外层电子数不
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
泡利不相容原理
电子排布式 Li: 1s22s1
轨道表示式
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 ?
C 1s2 2s22p2
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

对化学反应和材料 科学的理解
电子排布和原子轨道理论有助于理解化 学反应的本质和过程，预测反应的可能 性、速率和产物。
通过电子排布和原子轨道理论，可以深 入理解材料的物理和化学性质，为新材 料的研发和应用提供理论支持。
电子排布和原子轨道理论在能源、环境、 生物医学等领域也有广泛应用，为解决 实际问题提供了重要的理论工具。
重要性
化学性质 物理性质 物质性质 科研应用 原子核外电子排布决定了原子的化学性质，影响 元素之间的化学反应。 原子轨道影响原子的磁性、电导率等物理性质。 不同元素的原子核外电子排布不同，导致物质性 质差异，如金属、非金属、半金属等。 研究原子轨道对于理解物质性质、设计新材料、 新药物等具有重要意义。
泡利原理
一个原子轨道最多只能容纳自旋方向相反的两个电子。
洪特规则
在等价轨道上，电子将排满自旋方向相同的电子，即基态原子核外电子的填充 要优先满足能量最低原理，先填满能量较低的轨道，再填能量较高的轨道，并 且要使轨道上电子自旋方向相同。
原子轨道填 充顺序
1s→2s→2p→3s→3 p→4s→3d→4p→5s →4d→5p→6s→4f →5d→6p…
5
Part One
电子排布与元素性质的关系
电负性
电负性是描述原子吸引电子能力的度量， 通常用X表示。 电负性越大，原子吸引电子的能力越强， 反之则越弱。 电负性随原子序数增加而减小，这是因 为随着原子序数增加，原子半径增大， 原子核对外层电子的吸引力减小。
金属性和非金属性
添加标题
添加标题
添加标题
在任何一个原子中， 不可能存在四个量子 数完全相同的电子。
洪特规则
在等价能级中，电子 优先以自旋方向相同 的方式占据轨道。

第2节 原子结构与元素周期表 第1课时 基态原子的核外电子排布
一 基态原子的核外电子排布原则
1．能量最低原则 (1)核外电子的排布轨按道能量由低 到 高 ，由 里 到 外 依次排列，使整个原子处于 最低 的能量状态。 (2)基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序为 1s,2s,2p,3s, 3p,4s, 3d,4p,5s,4d,5p,6s ，适用于大多数基态原子 的核外电子排布。
(2)根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc来说， 最后3个电子应先排满4s，再排3d，应为 1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原则。
(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电 子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
[答案] (1)洪特规则 (2)能量最低原则 (3)泡利不相 容原理
(2)洪特通过分析光谱实验的结果进一步指出，能量相同 的原子轨道在 全充满 (d10)、半充满 (d5)和 全空 (d0)状态时，
体系能量低，原子较稳定。
归纳总结
(1)泡利原理可叙述成：在同一原子中，不可能有两个 电子处于完全相同的状态，或者说，一个原子中不会存在四 个量子数(n、l、m、ms)完全相同的两个电子。
2．泡利不相容原理 (1)每个原子轨道上最多容纳 两个 电子，且一个原子轨 道上的电子自旋方向必须 相反 。
(2)在原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子，每个
能级最多能容纳2(2l＋1)个电子。
3．洪特规则 (1)对于基态原子，电子在 能量相同 的轨道上排布时， 应尽可能分占 不同 的轨道并且自旋方向 相同 。
[答案] D
二 基态原子电子排布的表达方式
[例3] 已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的

在同一主量子数下，电子的能量相同，即电子的能级相同。
角量子数与能量关系
角量子数越大，能量越高
角量子数是描述电子在轨道上运动的角动量的参数，角量子数越大，电子的角动 量越大，能量越高。
角量子数相同，能量相同
在同一角量子数下，电子的能量相同，即电子的能级相同。
自旋量子数与能量关系
自旋量子数越大，能量越高
02
这些子核外电子排布的周期性原理
量子力学原理
原子核外电子排布的周期性遵循 量子力学原理，即电子的运动状 态由波函数描述，波函数满足薛 定谔方程。
泡利不相容原理
该原理指出，在任何一个原子中 不可能有两个或更多的电子具有 完全相同的量子数，也就是说， 电子的状态是唯一的。
氦原子的电子排布
总结词
氦原子有两个电子，其电子排布遵循泡利不相容原理和能量最低原理，即这两个电子分 别占据了1s轨道和2s轨道，使得整个原子的能量最低。
详细描述
氦原子有两个电子，根据泡利不相容原理，这两个电子分别占据不同的轨道。由于能量 最低原理，这两个电子分别填充到1s轨道和2s轨道上，使得整个原子的能量最低。因
原子核外电子排布的周期性 课件
目录
• 原子核外电子排布的周期性概述 • 原子核外电子排布的周期性规律 • 原子核外电子排布的周期性应用 • 原子核外电子排布的周期性挑战与展望 • 原子核外电子排布的周期性实例分析
01
原子核外电子排布的周期 性概述
原子核外电子排布的周期性定义
01
原子核外电子排布的周期性是指 原子核外电子的排列方式呈现一 定的周期性规律。
原子核外电子排布的周期性规律
电子填充顺序
按照能量最低原理，电子首先填充能 量最低的轨道，然后依次填充较高能 量的轨道。

构造原理 最
低
2
相反
↓↑
自旋状态
优先单独占据
合作探究·核心归纳 1.原子核外电子运动状态的描述:
s能级的原子轨道图(球形对称)
p能级的原子轨道图(哑铃形)
(1)怎样描述一个电子的核外运动状态? 提示:从电子层、能级、原子轨道、自旋状态四个方面描述。 (2)s轨道的电子云图与p轨道的电子云图有何区别? 提示:s轨道的电子云图为球形,在空间只有一个伸展方向;p轨道的电 子云图为哑铃形,在空间有3个伸展方向。 (3)电子云中小点的疏密程度有何意义? 提示:点疏密的程度表示了电子在原子核外出现概率的大小。
合作探究·核心归纳 (1)原子光谱形成的原因是什么? 提示:不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,从而形成原 子光谱。 (2)电子跃迁时只吸收能量吗? 提示:不是。电子从低能量轨道跃迁到高能量轨道时吸收能量,从高能 量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量。
(3)霓虹灯的发光原理与氢原子光谱相同吗? 提示:基本相同,都是气体在较高的电压激发下发生电子的跃迁产生的。
过关小练·即时应用 1.(2015·泰安高二检测)原子光谱是线状光谱,是由不连续的谱线组 成的,这表明 ( ) A.在原子中只有某些电子能够跃迁产生光谱 B.原子中的电子可以处于某些特定的能量状态,即电子的能量是量子 化的 C.原子发射的光是单色光 D.白光可以由多种单色光组成
【解析】选B。原子光谱是线状光谱,也就是由具有特定频率的光形成 的谱线,原子光谱之所以产生这种特定的谱线,是由于电子的能量是量 子化的,电子跃迁的始态和终态的能级差也是量子化的。
符号 K L
M ……
能级
1s
2s 2p
3s 3p 3d ……
原子轨道数

4p……
D.钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时,原子吸收能量,由基态转化成激发
态
答案 C
解析 根据泡利不相容原理可知,4s轨道最多排2个电子,故A正确;因为基态
原子核外电子在原子轨道上先排4s后排3d,所以基态原子电子排布式
1s22s22p63s23p63d5违反了构造原理,正确的电子排布式应该为
一电子层的各能级连在一起。如Fe原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p64s23d6。
2.写出15号元素的轨道表示式和24号元素的电子排布式。
提示 P:
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
归纳拓展
原子核外电子排布的表示方法
含义 将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子
【变式设问1】某原子的最外层电子排布式为3s23p2,那么该原子核外有几
种不同能量的电子?几种不同运动状态的电子?
答案 5
14
解析 由题给信息可知,该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,共14个
电子,为硅原子,有5种不同能量的电子,有14种不同运动状态的电子。
易错警示依据构造原理可知,电子排入各能级的顺序为np<(n+1)s<nd、
nd<(n+1)p<(n+2)s<nf。因此,电子在排满np能级后接着进入的是(n+1)s能
级而不是nd能级,当nd能级上有电子时,(n+1)s能级上已填有电子,n电子层
已不是最外层而是次外层了,所以原子核外最外层电子数不超过8个。例
如,钾原子的各层电子数分别是2、8、8、1而不是2、8、9。同样,当电子

每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态
Al：
核外电子排布的表示方法
【例6】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( D )
原子 元素 元素 电子排布式
序数 名称 符号 K L
M
N
O
17 氯 Cl 1s2 2s22p6 3s23p5
18 氩 Ar 1s2 2s22p6 3s23p6
19 钾 K 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1
20 钙 Ca 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2
21 钪 Sc 1s2 2s22p6 3s23p6 4s23d1
核外电子排布的表示方法
例3：下列基态原子的电子排布式，书写正确的是( ) A.9F:1s22s22p6 B.15P:1s22s22p63s33p2 C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1 D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5
答案:D 解析:氟原子2p能级应排5个电子;磷原子的3s能级应排2个电子,3p能级 应排3个电子;写电子排布式时,应将同能层的能级移到一起。
5f 4f
构造原理示意图
基态原子核外电子的排布规则
构造原理与电子排布式
构造原理
按照构造原理，元素的核电 荷数每递增一个，同时增加一个 核电荷和一个核外电子，就得到 一个基态原子的电子排布。电子 填满了一个能级，开始填人下一 个能级，由此构建了元素周期系 中各元素的基态原子的电子排布源自基态原子核外电子的排布规则
1s22s22p2 14.01
能层
1s22s22p2
能级
核外电子排布的表示方法
2.书写方法：①先按构造原理从低到高排列；

练 习：
1.29Cu的电子排布式 2.Fe2+、Fe3+的简化电子排布式并比较二者的稳定性
3.1-18号元素原子电子排布处于半满、全满状态的有 哪些？
核外电子排布原理
2.泡利原理（P11）（也叫：泡利不相容原理） 一个轨道最多容纳两个电子，且电子自旋方向相反。 即： 一个顺时针方向，一个逆时针方向。用“↑”、“↓”表示。 3.洪特规则（P12）
电子总是尽可能多的占据轨道，且自旋方向相同。
例：6C的价电子排布为：2s22p2，2p能级有2px、2py、 2pz三个轨道，两个电子应占据三个轨道中的两个，且 自旋方向相同，不会只在某一个轨道中，也不会在不 同轨道中自旋方向却相反。
核外电子排布图
又称：排布图，核外电子轨道排布图，轨道排布图，核外电子 轨道排布式，轨道排布式，轨道表达式等。
表示出了核外电子排布时的能层、能级、轨道、电子 及其自旋方向等。 例如：5B： 电子排布图中 各符号和数字 的意义:
电子对，孤电子对
6 C：
练习：
〉 〉
1.画出下列微粒的排布图： 3Li、8O、10Ne 2.画出下列微粒的价电子排布图： Fe2+、Fe3+、Cr 3.上述微粒中各有几个未成对电子？
原子轨道（P10）
〉
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状目 最多容纳 电子数 相同点
球形 1 2
哑铃形 3(空间相互垂直) 6
①均以原子核为对称中心 ②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而增大,且 形状相似
P11、表1-2
能层 K L M 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 原子轨道数 原子轨道名称 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 …… 1s 2s 2px、2py、2pz 3s 3px、3py、3pz ……① 4s 4px、4py、4pz …… …… …… 电子云轮廓图 形状 取向 球形 — 球形 — 哑铃形 相互垂直 球形 — 哑铃形 相互垂直 …… …… 球形 — 哑铃形 相互垂直 …… …… …… …… …… ……

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[核心·突破] 1．多电子的基态原子核外电子排布遵循的排布顺序可表示为
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2．基态原子电子排布原则 核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则，对三条原则不能孤立地理解， 要综合应用。其中，能量最低原则又可叙述为：在不违背泡利不相容原理的前 提下，核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。
外层电子是价电子，但过渡元素的次外层甚至倒数第三层电子也是价电子。 2.铁原子的价电子排布式为 3d64s2，铁原子可以失去 2 或 3 个电子形成离子 Fe2＋或 Fe3＋，且离子稳定性大小顺序是 Fe3＋＞Fe2＋。
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[核心· 突破] 核外电子排布的表示方法 原子结构 意义 将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子 示意图 实例 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这 就是电子排布式
体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为：
【答案】 ①⑤⑥ ② ③④ ⑦
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【温馨提示】 ① ② ③
在写基态原子的轨道表示式时，防止出现以下几种错误：
（违反泡利不相容原理） （违反洪特规则） (违反洪特规则)
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基 态 原 子 中 核 外 电 子 排 布 的 表 示 方 法
[基础· 初探] 1．电子排布式 按照能量最低原则对能级进行排序，进而在 ns、np、nd 等能级符号的右上 角用数字表示出 电子的数目。
2 2 4 1s 2s 2p 如基态氧原子的电子排布式可表示为
。
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2．轨道表示式 一般用小圆圈(或方框)表示一个原子轨道。 用“↑”或“↓”来区别自旋状 态不同的电子。如基态氧原子的轨道表示式可表示为 3．价电子 (1)与化学性质密切相关的外层 原子轨道上的电子，称为价电子。 (2)为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原

0 ⅢAⅣAⅤAⅥA ⅦA 2 Ⅳ Ⅴ Ⅵ 1s2 5 6 7 8 9 10 ⅠB ⅡB 13 14 15 16 17 18 28 29 30 31 32 33 34 35 36 46 47 3 84 85 86
ns1~2 (n-1)d1~9ns1~2 ns2np1~6 (n-1)d10ns1~2
轨道数 1 4 9 16 …… n2 电子数 2 8 18 32 …… 2 n2
2. 洪特规则 (1)洪特规则 洪特规则——在n和l相同的等价轨道中， 相同的等价轨道中， 洪特规则 在 和 相同的等价轨道中 电子尽可能分占各等价轨道，且自旋方向相同， 电子尽可能分占各等价轨道，且自旋方向相同， 称为洪特规则。 称为洪特规则。 (2)洪特规则特例： 洪特规则特例： 洪特规则特例 在等价轨道中电子排布是半充满， 在等价轨道中电子排布是半充满，全充满或全空 状态时， 能量最低。 状态时， 能量最低。 全充满 p6 d10 f14 半充满 p3 d5 f7 全 空 p0 d0 f0
二、鲍林原子轨道近似能级图
对近似能级图的几点说明 主量子数n相同、角量子数 不同时 不同时， 主量子数 相同、角量子数l不同时，能 相同 级能量随角量子数l的增大而升高 的增大而升高。 级能量随角量子数 的增大而升高。 主量子数n不同、角量子数 相同时 相同时， 主量子数 不同、角量子数l相同时，能 不同 级能量随主量子数n的增大而升高 的增大而升高。 级能量随主量子数 的增大而升高。 主量子数n不同、角量子数 不同的能级 不同的能级， 主量子数 不同、角量子数l不同的能级， 不同 出现“能级交错”现象。 出现“能级交错”现象。
门捷列夫的第一张周期表
H=1 Be=9.4 B=11 C=12 N=14 O=16 F=19 Na=23 Mg=24 Al=27.4 Si=28 P=31 S=32 Cl=35.5 K=39 Ca=40 ?=45 ?Er=56 ?Yt=66 In=75