1.1.3+构造原理与核外电子排布式++课件+++2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第一章原子结构与性质人教版高中化学选择性必修2第一节原子结构第3课时

构造原理与电子排布式【复习回顾】

那么，核外电子在能层中依据什么规律进行排布？核外电子在能级中的排布又可以如何表示？原子核外电子排布能层能级符号：KLMNOPQ能量：K→Q依次升高符号：s、p、d、f、g...能级数=能层序数(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能层。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。你还记得前18号元素的原子结构示意图应该如何书写吗？能层KLMN能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多电子数HHe122226

6

610

10142电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满。LiBe2122当1s能级填满之后，电子优先填入能量较低的2s能级，直至填满。能层KLMN能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多电子数2262610261014BCNOFNe221222223224225226在1s、2s能级填满后，电子填入2p能级，直至2p能级填满。能层KLMN能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多电子数2262610261014NaMgAlSi······Ar226122622262122626核外电子在能级中的排布顺序：1s→2s→2p→3s→3p22622

根据核外电子在能层中的排布规律，分析K中电子在能级中的排布顺序，并画出K的原子结构示意图。能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f19K226261最外层电子数不超过8核外电子在能级中的排布顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s20Ca226262

K、Ca的光谱学实验均表明，二者最外层填充的电子均在4s能级。当4s能级填满后，下一个电子应该填充在哪个能级？能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4fSc2262621M层不是最外层，电子数不超过181s→2s→2p→3s→3p→4s→3d1.构造原理（1）概念：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。每一行对应一个________。能级每个小圈表示一个________。连线方向：表示_____________________。电子填入能级的顺序能层三、构造原理与电子排布式构造原理4f3d4d5d

构造原理告诉我们，随核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层,如电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的,这种现象被称为能级交错。2.能级交错由构造原理可以看出，电子填入能级的顺序：ns﹤(n-2)f﹤(n-1)d﹤np注意事项：应当指出，构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，即钾和钙的光谱证实它们的最外层电子是4s'和4s2，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。作为一个理论模型，构造原理具有一定的局限性，对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。

注：n≥6出现f；n≥4出现d（二）药理作用能层能量越来越高N层M层能级同一能层各能级能量越来越高能层是楼层能级是楼层的阶梯L层K层资料卡片

屏蔽效应：处理多电子原子时，认为其它电子对某个电子

i

的排斥，相当于其它电子屏蔽住原子核，抵消了一部分核电荷对电子

i

的吸引力，这种现象称为其他电子对电子

i

的屏蔽作用。••

•原子核电子i多电子原子能级和徐光宪规则资料卡片多电子原子能级和徐光宪规则

钻穿效应：能层n相同、能级l不同时，l越小的电子，它本身的钻穿能力越强，离核越近，它受到其它电子对它的屏蔽作用就越弱，能量就越低Ens<Enp<End<Enf。资料卡片

多电子原子能级和徐光宪规则4s能级电子钻穿能力强，有相当的概率出现在核附近，它的第一个峰钻穿到3d的主峰之内，部分避开了3d电子对它的屏蔽作用，反过来削弱了原子核对3d电子的吸引力，所以E(4s)<E(3d)。资料卡片多电子原子能级和徐光宪规则

我国著名化学家北京大学徐光宪教授，根据光谱实验数据，对基态多电子原子的能级高低提出一种定量的近似规则，即n+0.7l值越大，能级越高，并把

n+0.7l值的第一位数字相同的各能级组合为一组，称为一个能级组。

能级

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6pn+0.7l

1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.76.06.16.46.7能级组

123456组内电子数

288181832能级交错思考讨论

问题1、为什么原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)？次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个？

由于能级交错的原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满时(最多容纳8个电子)，下一个电子不是填入nd，而是优先填入(n＋1)s轨道中，从而形成新的能层，因此最外层电子数不可能超过8个。

同理，若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E

(n－1)f>E(n＋1)s>Enp，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个能级最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。例如，原子最外层是第五能层，次外层就是第四能层，由于E4f>E6s>E5p，当第六层出现之前，次外层(第四层)只有在4s、4p和4d能级上有电子，这三个能级最多可容纳18个电子，也就是次外层不超过18个电子。核外电子在能级中的排布顺序1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s5d4f6p7s6d5f7p构造原理规律：

；

ns→(n-2)f→(n-1)d→np二、电子排布式

1.电子排布：

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

填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的基态原子的电子排布。➼电子排布式2.电子排布式定义:用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。该如何书写核外电子排布式呢？例第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。注意：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序写。例：O电子排布式练习:书写

NeNaAlCa

电子排布式2.电子排布式(2)书写方法能级排布顺序1s2s2pO填充电子数电子排布式2241s22s22p63s23p63d14s2练习:书写

21Sc电子排布式1s22s22p4Ne:1s22s22p6Na:1s22s22p63s1Al:1s22s22p63s23p1Ca:1s22s22p63s23p64s2练习:书写

书写

25Mn

26Fe、

35Br电子排布式25Mn:1s22s22p63s23p63d54s2

26Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

31Ga:1s22s22p63s23p63d104s24p1练习:书写

24Cr

29Cu

电子排布式24Cr:1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1

当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，原子能量相对较低，原子结构较稳定。注意：在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子的电子排布，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s'和3d'°4s'，但它们不符合构造原理，可见构造原理是被理想化了的。思考讨论问题2.根据构造原理，写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡基态原子的电子排布式？有没有发现它们的共同点？2He:1s210Ne:1s22s22p618Ar:1s22s22p63s23p636Kr:1s22s22p63s23p63d104s24P654Xe:1s22s22p63s23p63d104s24P64d105s25P686Rn:1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6

特别提醒：

构造原理的顺序是电子填入能级的顺序，而不是能级的能量高低顺序，按照构造原理顺序填充电子可使原子的总能量最低。例如:原子序数15~20：E(4s)<E(3d)；原子序数>20：E(4s)>E(3d)。

为了书写起来更加方便，电子排布式可以简化。已知：Ne1s22s22p6Na：1s22s22p63s1，而Na的电子排布式可简化为［Ne]3s1。试问：上式方括号里的符号的意义是什么？什么是简化电子排布式？该如何书写简化电子排布式？简化电子排布式方括号里的符号表示内层电子已达到稀有气体结构的部分。

（也称为原子实，通常不参与成键）3.简化电子排布式将电子排布式中的内层电子（即达到稀有气体结构的部分）用相应稀有气体的元素符号外加“[]”来表示而得到的式子称为简化电子排布式请仿照钠原子的简化电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅、第26号元素铁、第29号元素铜的简化电子排布式。O:[He]2s22p4Si:[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2Cu：[Ar]3d104s1

为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称价层）。

其能级上的电子称为价层电子；价层电子决定元素化学性质.例：Fe价层电子排布为3d64s2。4.价电子排布式只表示原子价层电子排布的式子，叫价层电子排布式。练习：书写Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布式价电子的位置：

①

主族、零族元素：最外层电子

②副族和第VIII族元素的价电子主要包括：最外层电子和次外层d能级上的电子。问题3.As、Br和Fe元素常见的化合价是什么？找找化合价与电子排布式之间的联系。思考讨论价电子