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構造原理與電子排布式
第一章 原子結構與性質
1.了解原子結構的構造原理,學會書寫基態原子的核外電子排布式。
2.通過認識原子核外電子排布,能辨識原子核外電子的能層、能級分布及其能量的關系。
2.畫出1～18號元素的原子結構示意圖
1.回顧核外電子在能層中的排布規律
(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層， 然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層。
(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。
(3)原子最外層電子數目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。
問題1：結合已有的能級知識，分析1-18號元素核外電子在能級中的排布規律。
結合H、He的原子結構示意圖可知，電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。
能層 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數
2
結合Li、Be的原子結構示意圖可知，當1s能級填滿之后，電子優先填入能量較低的2s能級，直至填滿。
能層 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數
2
2
B至Ne元素，在1s、2s能級填滿后，電子填入2p能級，直至2p能級填滿。
能層 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數
2
2
6
Na至Ar元素，電子首先填入3s能級。3s填滿后繼續填入3p能級，直至3p能級填滿。
能層 K L M N 最多電子數 2 8 18 32 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
填充電子數
6
2
2
2
6
電子在能級中的排布規律
2s
根據1-18號元素核外電子排布，分析得到電子在能級中的填充順序為：
1s → 2s → 2p → 3s → 3p
K
L
M
2p
3s
3p
3d
1s
問題2：結合1-18號元素核外電子在能級中的排布規律，畫出K的原子結構示意圖。
1s
2s
K
L
M
2p
3s
3p
3d
4s
N
一、構造原理
以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。
1.內容：
2.構造原理示意圖：
1s
2s
K
L
M
2p
3s
3p
3d
4s
N
每個小圈表示一個能級
每一行對應一個能層
箭頭引導的曲線顯示遞增電子填入能級的順序
2.構造原理示意圖：
3.規律
(1)電子在能級上優先排布能量更低的能級，然后依次排布在能量較高的能級上。
(2)隨電荷數遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的。從第三能層開始，不同能層的能級出現“能級交錯” 現象。
3.規律
（3）電子填入能級的順序：
1s；
2s 2p；
3s 3p；
4s 3d 4p；
5s 4d 5p;
6s 4f 5d 6p；
7s 5f 6d......
各能級的能量高低順序：
ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。
3.規律
（4）能層、能級中的電子能量關系：
英文字母相同的能級中，能層序數越大，電子能量越高
如E1s＜E2p＜E3d＜E4f
電子能量高低比較
從第三能層開始出現能級交錯現象，能級交錯排列的順序即電子能量由低到高的順序，即Ens＜E(n-2)f＜E(n-1)d＜Enp
能層和能級都相同時，電子的能量相同
同一能層中，能級越高，電子能量越高。
即Ens＜Enp＜End＜Enf
相同能層
不同能級
相同能級
不同能層
基態原子的核外電子排布表示方法
電子排布式
He
1s2
填——電子填充時依構造原理中的順序填充
寫——能層小的寫在前邊
電子排布式
填——電子填充時依構造原理中的順序填充
寫——能層小的寫在前邊
K：1s22s22p63s23p64s2
1.請寫出O、Si、Cl、Fe、Co、Ni原子的電子排布式
2.請寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡原子的最外層電子排布式，并寫出除氦外其他元素原子的排布通式。
2He 1s2
10Ne 2s22p6
18Ar 3s23p6
36Kr 4s24p6
54Xe 5s25p6
86Rn 6s26p6
ns2np6
3.請寫出31-36號元素原子的電子排布式
原子序數 元素名稱 元素符號 電子排布式
K L M N O
31 鎵 Ga
32 鍺 Ge
33 砷 As
34 硒 Se
35 溴 Br
36 氬 Ar
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p1
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p2
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p3
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p4
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p5
1s2 2s22p6 3s23p6
3d10 4s2
4p6
簡化電子排布式
為了避免電子排布式過于繁瑣，我們可以把內層電子達到稀有氣體結構的部分，以相應稀有氣體元素符號外加方括號來表示。
Cl：1s22s22p63s23p5
[Ne]
3s23p5
練習：試寫出26號、32號元素的簡化排布式
Fe:[Ar]3d64s2
Ge:[Ar]3d104s24p2
價電子排布式
“價電子層”定義：為突出化合價與電子排布的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層(簡稱價層)
Fe:[Ar]3d64s2
Fe: 3d64s2
主族元素原子的價電子一般是在最外面能層的電子（即最外層電子）。
過渡元素原子的價電子則通常包括最外能級組的電子（即最外層電子和部分內層電子）。
4.請寫出寫出25Mn、23V基態原子的價層電子排布式，試推測25Mn、23V兩種元素可能的化合價。
25Mn: 3d54s2
Mn元素常見化合價有：+2、+3、+4、+5、+6、+7
23V: 3d34s2
V元素常見化合價有：+2、+3、+4、+5
5.下列基態原子的電子排布式，書寫正確的是(　 )
A.9F:1s22s22p6
B.15P:1s22s22p63s23p2
C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1
D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5
D
原子核外電子排布
構造原理
電子排布式
實質：各能級的能量高低順序
能級交錯
概念、書寫方法
簡化電子排布式
價層電子排布式

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