第一章原子結構與性質人教版高中化學選擇性必修2第一節(jié)原子結構第3課時

構造原理與電子排布式【復習回顧】

那么，核外電子在能層中依據(jù)什么規(guī)律進行排布？核外電子在能級中的排布又可以如何表示？原子核外電子排布能層能級符號：KLMNOPQ能量：K→Q依次升高符號：s、p、d、f、g...能級數(shù)=能層序數(shù)(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的能層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能層。(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(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。你還記得前18號元素的原子結構示意圖應該如何書寫嗎？能層KLMN能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)HHe122226

6

610

10142電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。LiBe2122當1s能級填滿之后，電子優(yōu)先填入能量較低的2s能級，直至填滿。能層KLMN能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)2262610261014BCNOFNe221222223224225226在1s、2s能級填滿后，電子填入2p能級，直至2p能級填滿。能層KLMN能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)2262610261014NaMgAlSi······Ar226122622262122626核外電子在能級中的排布順序：1s→2s→2p→3s→3p22622

根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，分析K中電子在能級中的排布順序，并畫出K的原子結構示意圖。能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f19K226261最外層電子數(shù)不超過8核外電子在能級中的排布順序：1s→2s→2p→3s→3p→4s20Ca226262

K、Ca的光譜學實驗均表明，二者最外層填充的電子均在4s能級。當4s能級填滿后，下一個電子應該填充在哪個能級？能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4fSc2262621M層不是最外層，電子數(shù)不超過181s→2s→2p→3s→3p→4s→3d1.構造原理（1）概念：以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。每一行對應一個________。能級每個小圈表示一個________。連線方向：表示_____________________。電子填入能級的順序能層三、構造原理與電子排布式構造原理4f3d4d5d

構造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)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,如電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的,這種現(xiàn)象被稱為能級交錯。2.能級交錯由構造原理可以看出，電子填入能級的順序：ns﹤(n-2)f﹤(n-1)d﹤np注意事項：應當指出，構造原理呈現(xiàn)的能級交錯源于光譜學事實，即鉀和鈣的光譜證實它們的最外層電子是4s'和4s2，是經驗的，而不是任何理論推導的結果。構造原理是一個思維模型，是個假想過程。作為一個理論模型，構造原理具有一定的局限性，對于個別特殊的過渡元素核外電子的排布并不適用。

注：n≥6出現(xiàn)f；n≥4出現(xiàn)d（二）藥理作用能層能量越來越高N層M層能級同一能層各能級能量越來越高能層是樓層能級是樓層的階梯L層K層資料卡片

屏蔽效應：處理多電子原子時，認為其它電子對某個電子

i

的排斥，相當于其它電子屏蔽住原子核，抵消了一部分核電荷對電子

i

的吸引力，這種現(xiàn)象稱為其他電子對電子

i

的屏蔽作用。??

?原子核電子i多電子原子能級和徐光憲規(guī)則資料卡片多電子原子能級和徐光憲規(guī)則

鉆穿效應：能層n相同、能級l不同時，l越小的電子，它本身的鉆穿能力越強，離核越近，它受到其它電子對它的屏蔽作用就越弱，能量就越低Ens<Enp<End<Enf。資料卡片

多電子原子能級和徐光憲規(guī)則4s能級電子鉆穿能力強，有相當?shù)母怕食霈F(xiàn)在核附近，它的第一個峰鉆穿到3d的主峰之內，部分避開了3d電子對它的屏蔽作用，反過來削弱了原子核對3d電子的吸引力，所以E(4s)<E(3d)。資料卡片多電子原子能級和徐光憲規(guī)則

我國著名化學家北京大學徐光憲教授，根據(jù)光譜實驗數(shù)據(jù)，對基態(tài)多電子原子的能級高低提出一種定量的近似規(guī)則，即n+0.7l值越大，能級越高，并把

n+0.7l值的第一位數(shù)字相同的各能級組合為一組，稱為一個能級組。

能級

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6pn+0.7l

1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.76.06.16.46.7能級組

123456組內電子數(shù)

288181832能級交錯思考討論

問題1、為什么原子最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)？次外層電子數(shù)目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過32個？

由于能級交錯的原因，End>E(n＋1)s。當ns和np充滿時(最多容納8個電子)，下一個電子不是填入nd，而是優(yōu)先填入(n＋1)s軌道中，從而形成新的能層，因此最外層電子數(shù)不可能超過8個。

同理，若最外層是第n層，次外層就是第(n－1)層。由于E

(n－1)f>E(n＋1)s>Enp，在第(n＋1)層出現(xiàn)前，次外層只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有電子，這三個能級最多可容納18個電子，因此次外層電子數(shù)不超過18個。例如，原子最外層是第五能層，次外層就是第四能層，由于E4f>E6s>E5p，當?shù)诹鶎映霈F(xiàn)之前，次外層(第四層)只有在4s、4p和4d能級上有電子，這三個能級最多可容納18個電子，也就是次外層不超過18個電子。核外電子在能級中的排布順序1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s5d4f6p7s6d5f7p構造原理規(guī)律：

；

ns→(n-2)f→(n-1)d→np二、電子排布式

1.電子排布：

按照構造原理，元素的核電荷數(shù)每遞增一個，同時增加一個核電荷

和一個核外電子，就得到一個基態(tài)原子的電子排布。電子填滿了一個能級，開始

填入下一個能級，由此構建了元素周期系中各元素的基態(tài)原子的電子排布。?電子排布式2.電子排布式定義:用核外電子分布的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。該如何書寫核外電子排布式呢？例第一步：按照構造原理寫出電子填入能級的順序，

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s第二步：根據(jù)各能級容納的電子數(shù)填充電子。注意：在書寫電子排布式時，一般情況下，能層低的能級要寫在左邊，而不是按構造原理順序寫。例：O電子排布式練習:書寫

NeNaAlCa

電子排布式2.電子排布式(2)書寫方法能級排布順序1s2s2pO填充電子數(shù)電子排布式2241s22s22p63s23p63d14s2練習:書寫

21Sc電子排布式1s22s22p4Ne:1s22s22p6Na:1s22s22p63s1Al:1s22s22p63s23p1Ca:1s22s22p63s23p64s2練習:書寫

書寫

25Mn

26Fe、

35Br電子排布式25Mn:1s22s22p63s23p63d54s2

26Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

31Ga:1s22s22p63s23p63d104s24p1練習:書寫

24Cr

29Cu

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

當p、d、f能級處于全空、全充滿或半充滿狀態(tài)時，原子能量相對較低，原子結構較穩(wěn)定。注意：在得出構造原理之前，由原子光譜得知有些過渡金屬元素基態(tài)原子的電子排布，如Cr和Cu的最后兩個能級的電子排布分別為3d54s'和3d'°4s'，但它們不符合構造原理，可見構造原理是被理想化了的。思考討論問題2.根據(jù)構造原理，寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡基態(tài)原子的電子排布式？有沒有發(fā)現(xiàn)它們的共同點？2He:1s210Ne:1s22s22p618Ar:1s22s22p63s23p636Kr:1s22s22p63s23p63d104s24P654Xe:1s22s22p63s23p63d104s24P64d105s25P686Rn:1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6

特別提醒：

構造原理的順序是電子填入能級的順序，而不是能級的能量高低順序，按照構造原理順序填充電子可使原子的總能量最低。例如:原子序數(shù)15~20：E(4s)<E(3d)；原子序數(shù)>20：E(4s)>E(3d)。

為了書寫起來更加方便，電子排布式可以簡化。已知：Ne1s22s22p6Na：1s22s22p63s1，而Na的電子排布式可簡化為［Ne]3s1。試問：上式方括號里的符號的意義是什么？什么是簡化電子排布式？該如何書寫簡化電子排布式？簡化電子排布式方括號里的符號表示內層電子已達到稀有氣體結構的部分。

（也稱為原子實，通常不參與成鍵）3.簡化電子排布式將電子排布式中的內層電子（即達到稀有氣體結構的部分）用相應稀有氣體的元素符號外加“[]”來表示而得到的式子稱為簡化電子排布式請仿照鈉原子的簡化電子排布式，寫出第8號元素氧、第14號元素硅、第26號元素鐵、第29號元素銅的簡化電子排布式。O:[He]2s22p4Si:[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2Cu：[Ar]3d104s1

為突出化合價與電子排布的關系，將在化學反應中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層（簡稱價層）。

其能級上的電子稱為價層電子；價層電子決定元素化學性質.例：Fe價層電子排布為3d64s2。4.價電子排布式只表示原子價層電子排布的式子，叫價層電子排布式。練習：書寫Na、Al、Cl、Mn、Br的價層電子排布式價電子的位置：

①

主族、零族元素：最外層電子

②副族和第VIII族元素的價電子主要包括：最外層電子和次外層d能級上的電子。問題3.As、Br和Fe元素常見的化合價是什么？找找化合價與電子排布式之間的聯(lián)系。思考討論價電子