5.1.2 原子核外电子排布 高考化学一轮复习 （新教材新高考）

专题五

物质结构元素周期律第一节原子结构考点2原子核外电子排布知识梳理

一、能层、能级与原子轨道1．电子层的表示方法及能量变化

电子层数用对应字母表示电子层数离核由近到远电子能量由低到高一、能层、能级与原子轨道2．能层

核外电子按能量不同分成能层

电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数如下：能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数2818

325072982×122×222×322×422×522×622×722n2KingQueen能层越高，电子的能量越高一、能层、能级与原子轨道3．能级

同一个能层的电子，还会被分成不同能级能层KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p...最多电子数2262

610261014261×23×25×27×2

任一能层的能级总是从__开始，依次______________ss、p、d、f...

能级数_____该能层序数等于s、p、d、f...可容纳的最多电子数依次为____________1,3,5,7...的2倍同一能层各能级的能量顺序______________________E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)一、能层、能级与原子轨道4．原子轨道

量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。ns能级各有

个轨道，np能级各有

个轨道，nd能级各有

个轨道，nf能级各有

个轨道。1573能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道n2球形哑铃形一、能层、能级与原子轨道5．能层，能级与原子轨道能量关系

同能层:ns<np<nd<nf形状相同的原子轨道:1s<2s<3s<4s,2p<3p<4p同能级形状相同的原子轨道:2px=2py=2pz不同能层不同能级:ns<(n-2)f<(n-1)d<np最外层不超过________个(K层为最外层时不超过________个)二、原子核外电子排布规律1．分层排布原则

2n2821832次外层不超过________个，倒数第三层不超过_______个。每层最多容纳的电子数为________个二、原子核外电子排布规律2.构造原理

以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。QPONMLK

小圆圈表示一个能级

每一行对应一个能层

箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序二、原子核外电子排布规律2.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，就开始填入下一个能级，由此构建了元素周期表中各元素的基态原子的电子排布。例如，从氢到碳的基态原子电子排布式为：1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2氢氦锂铍硼碳二、原子核外电子排布规律1s1该能级的电子数能层能级2.构造原理

1-36号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO1氢H1s12氦He1s23锂Li1s22s14铍Be1s22s25硼B1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p4二、原子核外电子排布规律1-36号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611钠Na1s22s22p63s112镁Mg1s22s22p63s213铝Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p4二、原子核外电子排布规律1-36号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO17氯Cl18氩Ar19钾K

20钙Ca

21钪Sc22钛Ti

4s1

4s2

4s2

3d11s22s22p63s23p51s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d24s2能级交错现象二、原子核外电子排布规律1-36号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni29铜Cu30锌Zn1s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d44s2×3d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d94s2×3d104s11s22s22p63s23p63d104s2不符合构造原理构造原理是被理想化的二、原子核外电子排布规律二、原子核外电子排布规律3．泡利原理

电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头（↑和↓）表示自旋相反的电子。

在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。二、原子核外电子排布规律轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一种图式表示方法：用方框（也可用圆圈）表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头（↑↓）表示一种自旋状态电子。如氢和氧的基态原子的轨道表示式为1s2s2pH↑↓↑O1s↑↓↑↓↑↑通常应在方框下方或上方标记能级符号有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同？3．泡利原理

二、原子核外电子排布规律4.洪特规则

基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行，称为洪特规则如：2p3的电子排布为 ，不能为洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道二、原子核外电子排布规律

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、半充满、全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。相对稳定的状态全充满：p6、d10、f14半充满:p3、d5、f7全空:p0、d0、f0洪特规则特例4.洪特规则

5.能量最低原理

在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。整个原子的能量有

、

和

三个因素共同决定核电荷数电子数电子状态二、原子核外电子排布规律6．电子跃迁与原子光谱

处于最低能量状态的原子叫基态原子

当基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高的能级，变成激发态原子。基态原子激发态原子吸收能量释放能量基态原子稳定。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式之一如：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等(1)基态原子(2)激发态原子二、原子核外电子排布规律6．电子跃迁与原子光谱

不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。

E0E1E2E3En激发态能级基态能级吸收光谱发射光谱(3)原子光谱二、原子核外电子排布规律一、知识梳理锂、氦、汞的发射光谱

锂、氦、汞的吸收光谱

特征:暗背景,

亮线,

线状不连续特征:亮背景,

暗线,

线状不连续吸收光谱发射光谱核心素养一、常见原子、离子基态核外电子排布式粒子电子排布式粒子电子排布式粒子电子排布式Fe[Ar]3d64s2Cr[Ar]3d54s1Zn[Ar]3d104s2Fe2＋[Ar]3d6Cr3＋[Ar]3d3Zn2＋[Ar]3d10Fe3＋[Ar]3d5Ni[Ar]3d84s2Sc[Ar]3d14s2Cu[Ar]3d104s1Ni2＋[Ar]3d8Sc2＋[Ar]3d1Cu＋[Ar]3d10Mn[Ar]3d54s2Ti[Ar]3d24s2Cu2＋[Ar]3d9Mn2＋[Ar]3d5V[Ar]3d34s2二、短周期常见原子的12个核外电子排布规律最外层电子数为1的原子有H、Li、Na最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne二、短周期常见原子的12个核外电子排布规律)。

次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si；内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al电子层数为最外层电子数2倍的原子有Li1最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S2最外层电子数是电子层数3倍的原子有O三、“两原理，一规则”的正确理解原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：微提醒三、“8电子稳定结构”的判断方法半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6、nd5、nd10

Cr：[Ar]3d54s1

Mn：[Ar]3d54s2

Cu：[Ar]3d104s1

Zn：[Ar]3d104s2。

四、原子结构的表示方法原子结构示意图意义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子实例

电子排布式意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式实例K

1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1四、原子结构的表示方法价电子排布式意义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电子排布图意义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例能力提升

课堂检测1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。×√(1)M层是最外层时，最多能容纳18个电子。(

)(2)最外层电子数相同的元素化学性质一定相同。(

)(3)核外电子排布相同的粒子化学性质也相同。(

)(4)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高。(

)(5)离子结构示意图可以表示32S2－，也可以表示34S2－。()×××课堂检测1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(6)原子光谱是因为电子的跃迁引起的。()(7)p能级能量一定比s能级的能量高。(

)(8)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)。(

)(9)2p能级有1个未成对电子的基态原子的价电子排布为2s22p5。(

)(10)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。(

)(11)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(