基态电子排布

基态原子的核外电子排布 学习目标 知道原子核外电子排布的规则 能用排布规则解释并表示常见元素 1 36号 原子核外电子的排布和价电子排布 一 基态原子的核外电子排布规则 各原子轨道的能量高低 电子层和形状相同的原子轨道的能量相等 相同电子层上原子轨道能量的高低 ns np nd nf 形状相同的原子轨道能量的高低 1s 2s 3s 4s 2px 2py 2pz 思考感悟 1 n越大 能级的能量越高 对吗 2 为什么K原子的原子结构示意图不是 基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序 变式训练 比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低 1 2s 3s 2 2s 3d 3 3px 3pz 4 3p 3s 5 4f 6f 6 3d 4s 核外电子排布的原则 2 泡利不相容原理在一个原子轨道里最多只能容纳 个电子 而且自旋方向 用 表示 2 相反 思考 如何表示氮元素基态原子的核外电子排布 核外电子排布的表示方式 电子排布式 将 上所容纳的电子数标在该能级符号 并按照电子层从小到大的顺序排列的式子 称为电子排布式 如氢元素的电子排布式为 右上角 能级 说明 书写电子排布式的格式 1 元素符号 2 轨道符号 带电子层数 3 电子个数 右上角 电子层 N 1s22s22p3 轨道表示式 用小圆圈 或方框 短线 表示一个确定的 用 或 来区别 不同的电子 原子轨道 自旋方向 说明 书写轨道表示式的格式 1 元素符号 2 轨道框 一个轨道一个框 能量相同的轨道连在一起 3 电子及其自旋状态 4 轨道符号 在轨道框下面 如何书写N原子的轨道表示式 3 洪特规则 基态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 且自旋状态相同 这样整个原子的能量最低 如N原子的轨道表示式 注意 书写轨道表示式时 空轨道不能省略 如C的轨道表示式为 原子实 为了避免电子排布式书写过于繁琐 把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 例如Cl Ne 3s23p5 思考 除电子排布式和轨道表示式 我们还可用什么方式来表示核外电子排布 练习1 写出Ne Na Mg的电子排布式及轨道表示式 练习2 写出碳原子的电子排布式及轨道表示式 如Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 4 洪特规则特例 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 p0 d0 半满 p3 d5 全满 p6 d10 时 体系能量最低 最稳定 练习 下列元素原子的电子排布式违背哪一规律 1 C1s22s22p22p 2 Sc1s22s22p63s23p63d3 3 Ti1s22s22p63s23p10 答案 1 洪特规则 2 能量最低原理 3 泡利原理 互动探究 写出 3 的正确的电子排布式 若 2 中Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗 若不正确 违反哪一条规则 误区警示 1 在书写基态原子的轨道表示式 常出现以下几种错误 2 当出现d轨道时 虽然电子按ns n 1 d np顺序填充 但在书写电子排布式时 仍把 n 1 d放在ns前 例如 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 正确 Fe 1s22s22p63s23p64s23d6 错误 价电子 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 主族元素的价电子排布为ns1 2过渡元素的价电子排布为 n 1 d1 10ns1 2 小结 原子的核外电子排布的表示方法 1 原子结构示意图 2 电子排布式 K 1s22s22p63s23p64s1 3 简化电子排布式 K Ar 4s1 4 价电子排布式 Al 3s23p1 5 轨道表示式 特别提醒 1 电子排布式在书写时特别注意如Cr Cu等符合洪特规则特例的元素 2 上述五种表示核外电子排布的方法中 电子排布图最能反映电子的排布情况 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 思路点拨 本题在书写核外电子排布式时注意以下三点 1 确定原子序数 2 按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上 3 排布中遵循泡利原理 洪特规则 解析 本题主要考查电子排布式 电子排布图和微粒结构示意图 其中 电子排布式是书写其余两种排布图的基础 11Na 1s22s22p63s1 20Ca 1s22s22p63s23p64s2 其价电子排布式为 4s2 35Br 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6 故离子结构示意图为 7N的电子排布式为 1s22s22p3 电子排布图为 答案 1 1s22s22p63s1 2 4s2 规律方法 1 刚接触此类题目时 若直接书写电子排布式有困难 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 2 1 36号元素核外电子排布的特殊性 最外层只有1个未成对电子的元素 A族 ns1 H Li Na K A族 ns2np1 B Al Ga A族 ns2np5 F Cl Br 及Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 最外层有2个未成对电子的元素 A族 ns2np2 C Si Ge A族 ns2np4 O S Se 最外层有3个未成对电子的元素 A族 ns2np3 N P As 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 变式训练3下列3d能级的电子排布图正确的是 解析 选B 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