第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1講

原子結(jié)構(gòu)

核外電子排布第一課時(shí)目錄CONTENTS原子結(jié)構(gòu)01氮族元素的其它知識(shí)歸納

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01Chemistry新人教版高中化學(xué)2026年

一輪復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)一、原子結(jié)構(gòu)1.原子的構(gòu)成

原子核原子AZX核外電子(Z個(gè)，帶負(fù)電)質(zhì)子(Z個(gè),帶正電荷)中子(N個(gè),不帶電)原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)：按照核電荷數(shù)由小到大給元素編號(hào)，得到的序號(hào)叫原子序數(shù)。核電荷數(shù)：原子核所帶的電荷數(shù)=原子的核外電子數(shù)一、原子結(jié)構(gòu)1.原子結(jié)構(gòu)

陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)—所帶電荷數(shù)+所帶電荷數(shù)XAZdn±±c元素化合價(jià)離子所帶電荷數(shù)原子個(gè)數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)一、原子結(jié)構(gòu)2.質(zhì)量數(shù)

原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似值加起來，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）

A=Z+N一、原子結(jié)構(gòu)(1)任何粒子中，質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等，如陰、陽離子中；(2)有質(zhì)子的粒子不一定有中子，如1H，有質(zhì)子的粒子不一定有電子，如H＋；(3)質(zhì)子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素，如F與OH－；(4)核外電子數(shù)相同的粒子，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH4＋與OH－等。微提醒一、原子結(jié)構(gòu)3.元素、核素、同位素

具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱同種元素可有多種不同的核素具有一定數(shù)目的質(zhì)子數(shù)和一定數(shù)目的中子數(shù)的一種原子質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同核素的互稱一、原子結(jié)構(gòu)(5)核變化不屬于物理變化，也不屬于化學(xué)變化。(1)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素(2)有多少種核素就有多少種原子(3)同位素：“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一個(gè)位置(4)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如11H與13H；也可能具有相同的中子數(shù)，如

614C與

816O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如

614C與

714N；也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同，如11H與

612C微提醒一、原子結(jié)構(gòu)②同一元素的各種核素的______不同，______相同，化學(xué)性質(zhì)_____________，物理性質(zhì)________。3.元素、核素、同位素

(1)同位素的性質(zhì)①當(dāng)某種元素具有多種天然、穩(wěn)定的核素時(shí)，無論是游離態(tài)還是化合態(tài)，其各核素的________百分比一般是不變的。一、原子結(jié)構(gòu)3.元素、核素、同位素

(2)幾種重要的核素一、原子結(jié)構(gòu)①?zèng)Q定元素種類的是__________________。②決定元素化學(xué)性質(zhì)的是__________________。③決定原子種類的是__________________。④決定原子相對(duì)質(zhì)量的是__________________。質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）核外電子數(shù)（最外層電子數(shù)）質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)微點(diǎn)撥一、原子結(jié)構(gòu)四同同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體概念質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子之間的互稱同種元素形成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)之間的互稱結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)分子式相同、結(jié)構(gòu)式不同的化合物之間的互稱研究對(duì)象核素(原子)單質(zhì)有機(jī)物化合物一、原子結(jié)構(gòu)判斷依據(jù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)組成結(jié)構(gòu)通式相同、結(jié)構(gòu)相似、組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)分子式、結(jié)構(gòu)式化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同相似相似可能相似，也可能不同實(shí)例H(1H)、D(2H)、T(3H)；12C、13C、14CO2與O3；白磷與紅磷；金剛石、石墨與C60CH4與C2H6；CH3OH與C2H5OH正丁烷與異丁烷四同同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體一、原子結(jié)構(gòu)4.相對(duì)原子質(zhì)量

（1）原子的相對(duì)原子質(zhì)量Ar（2）原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量已知：一個(gè)16O原子的質(zhì)量為2.657×10-26kg=原子的質(zhì)量數(shù)(A)16O相對(duì)原子質(zhì)量=1.993×10-26kg2.657×10-26kg×1/12=15.994916O：1617O：17（精確值）（近似值）=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=Ar≈A一、原子結(jié)構(gòu)4.相對(duì)原子質(zhì)量

是該元素各種天然、穩(wěn)定的核素的相對(duì)原子質(zhì)量與其所占原子個(gè)數(shù)百分比(也稱“豐度”)乘積之和。即：

Ar＝Ar1·a%＋Ar2·b%＋Ar3·c%＋……

即：

Ar＝A1·a%＋A2·b%＋A3·c%＋……（3）元素的平均相對(duì)原子質(zhì)量（4）元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量(A1、A2、A3……為質(zhì)量數(shù))是按各種天然同位素原子所占百分比算出的平均值。一、原子結(jié)構(gòu)(1)10電子粒子：尋找10電子粒子和18電子粒子的方法微點(diǎn)撥一、原子結(jié)構(gòu)(2)18電子粒子：微點(diǎn)撥

02Chemistry新人教版高中化學(xué)2026年

一輪復(fù)習(xí)核外電子排布規(guī)律二、核外電子排布規(guī)律1．電子層的表示方法及能量變化

電子層數(shù)用對(duì)應(yīng)字母表示電子層數(shù)離核由近到遠(yuǎn)電子能量由低到高二、核外電子排布規(guī)律2．能層、能級(jí)與原子軌道

核外電子按能量不同分成能層

電子的能層由內(nèi)向外排序，其序號(hào)、符號(hào)以及所能容納的最多電子數(shù)如下：能層一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ最多電子數(shù)2818

325072982×122×222×322×422×522×622×722n2KingQueen能層越高，電子的能量越高（1）能層二、核外電子排布規(guī)律（2）能級(jí)

同一個(gè)能層的電子，還會(huì)被分成不同能級(jí)

任一能層的能級(jí)總是從__開始，依次______________ss、p、d、f...

能級(jí)數(shù)_____該能層序數(shù)等于1,3,5,7...的2倍

同一能層各能級(jí)的能量順序_________________________E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)2．能層、能級(jí)與原子軌道

二、核外電子排布規(guī)律2．能層、能級(jí)與原子軌道

量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。ns能級(jí)各有

個(gè)軌道，np能級(jí)各有

個(gè)軌道，nd能級(jí)各有

個(gè)軌道，nf能級(jí)各有

個(gè)軌道。1573能層數(shù)KLMNOPQn能級(jí)數(shù)1234567軌道n2（3）原子軌道球形啞鈴形二、核外電子排布規(guī)律2．能層、能級(jí)與原子軌道

同能層:ns<np<nd<nf。形狀相同的原子軌道:1s<2s<3s<4s,2p<3p<4p。同能級(jí)形狀相同的原子軌道:2px=2py=2pz。不同能層不同能級(jí):ns<(n-2)f<(n-1)d<np。（4）能層，能級(jí)與原子軌道能量關(guān)系二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(1)分層排布原則：①每層最多容納的電子數(shù)為________個(gè)。②最外層不超過________個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過________個(gè))。③次外層不超過________個(gè)，倒數(shù)第三層不超過_______個(gè)。2n2821832二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(2)構(gòu)造原理

以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱為構(gòu)造原理。QPONMLK

小圓圈表示一個(gè)能級(jí)

每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)能層

箭頭引導(dǎo)的曲線顯示遞增電子填入能級(jí)的順序二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

按照構(gòu)造原理，元素的核電荷數(shù)每遞增一個(gè)，同時(shí)增加一個(gè)核電荷和一個(gè)核外電子，就得到一個(gè)基態(tài)原子的電子排布。

電子填滿了一個(gè)能級(jí)，就開始填入下一個(gè)能級(jí)，由此構(gòu)建了元素周期表中各元素的基態(tài)原子的電子排布。例如，從氫到碳的基態(tài)原子電子排布式為：1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2氫氦鋰鈹硼碳(2)構(gòu)造原理二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(2)構(gòu)造原理1s1該能級(jí)的電子數(shù)能層能級(jí)二、核外電子排布規(guī)律1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO1氫H1s12氦He1s23鋰Li1s22s14鈹Be1s22s25硼B(yǎng)1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p4二、核外電子排布規(guī)律1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p4二、核外電子排布規(guī)律1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO17氯Cl18氬Ar19鉀K

20鈣Ca

21鈧Sc22鈦Ti

4s1

4s2

4s2

3d11s22s22p63s23p51s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d24s2能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象二、核外電子排布規(guī)律1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO23釩V24鉻Cr25錳Mn26鐵Fe27鈷Co28鎳Ni29銅Cu30鋅Zn1s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d44s2×3d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d94s2×3d104s11s22s22p63s23p63d104s2不符合構(gòu)造原理構(gòu)造原理是被理想化的二、核外電子排布規(guī)律1.常見原子、離子基態(tài)核外電子排布式粒子電子排布式粒子電子排布式粒子電子排布式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微點(diǎn)撥二、核外電子排布規(guī)律微點(diǎn)撥2．原子結(jié)構(gòu)的表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖意義將每個(gè)能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實(shí)例

電子排布式意義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式實(shí)例K

1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1二、核外電子排布規(guī)律微點(diǎn)撥2．原子結(jié)構(gòu)的表示方法價(jià)電子排布式意義主族元素的價(jià)層電子指最外層電子，價(jià)層電子排布式即外圍電子排布式實(shí)例Al：3s23p1電子排布圖意義每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子實(shí)例二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(3)泡利原理電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭（↑和↓）表示自旋相反的電子。

在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反，這個(gè)原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）。二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(3)泡利原理軌道表示式（又稱電子排布圖）是表述電子排布的一種圖式表示方法：用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連，箭頭（↑↓）表示一種自旋狀態(tài)電子。如氫和氧的基態(tài)原子的軌道表示式為1s2s2pH↑↓↑O1s↑↓↑↓↑↑通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)有時(shí)畫出的能級(jí)上下錯(cuò)落，以表達(dá)能量高低不同？二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(4)洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占且自旋平行，稱為洪特規(guī)則如：2p3的電子排布為 ，不能為

洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子洪特規(guī)則適用于電子填入簡并軌道，并不適用于電子填入能量不同的軌道二、核外電子排布規(guī)律3．原子核外電子排布規(guī)律

(5)能量最低原理

在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低，這就是能量最低原理。整個(gè)原子的能量有

、

和

三個(gè)因素共同決定核電荷數(shù)電子數(shù)電子狀態(tài)二、核外電子排布規(guī)律微點(diǎn)撥(1)最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na；(2)最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg；(3)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar；(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C；(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O；

3.短周期常見原子的12個(gè)核外電子排布規(guī)律二、核外電子排布規(guī)律微點(diǎn)撥(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne；(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si；(8)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P；(9)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al；