第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第4課時(shí)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)21本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)原子核外電子的排布規(guī)則核外電子的表示方法通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道：核外電子排布在原子軌道中，你知道它們是按照什么規(guī)律排布的呢以及核外電子在原子軌道中的排布應(yīng)該如何表示？原子核外電子的排布規(guī)則電子排布的軌道表示式(電子排布圖)例如：8O的軌道表示式如下：O1s2s2p用方框表示原子軌道，在方框的下方用能級(jí)符號(hào)表示軌道所屬能級(jí)說明簡并軌道：

。電子對：

。單電子：

。自旋平行：

。氧原子中，有

對電子對，有

個(gè)單電子，有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。能量相同的原子軌道同一個(gè)原子軌道中，自旋方向相反的一對電子一個(gè)原子軌道中若只有一個(gè)電子，則該電子稱為單電子箭頭同向的單電子稱為自旋平行3258H1s【例1】請寫出基態(tài)氫原子的軌道表示式?；颍篐1s【例2】請寫出基態(tài)氦原子可能的軌道表示式。He1s或：He1s或：He1s核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則1925年，泡利根據(jù)多電子原子的原子光譜正式提出泡利原理：基態(tài)原子中的同一個(gè)原子軌道內(nèi)最多填充兩個(gè)電子，且二者的自旋方向相反排布規(guī)律一泡利原理沃爾夫?qū)づ堇鸋e1s或：He1s或：He1s核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則排布規(guī)律一泡利原理基態(tài)氦原子的軌道表示式【例1】請寫出Li、Be、B的軌道表示式。Li1s2sBe1s2sB1s2s2p【例2】請寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式。C1s2s2pC1s2s2pC1s2s2pC1s2s2p內(nèi)容：基態(tài)原子中，填入

的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行特例：在簡并軌道上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時(shí)，具有_____的能量和

的穩(wěn)定性。簡并軌道較低較大全充滿：p6、d10、f14半充滿：p3、d5、f7全空：p0、d0、f0體系能量較低，原子較穩(wěn)定核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則排布規(guī)律二洪特規(guī)則弗里德里?！ず樘乩纾?4Cr的電子排布式為____________________，為半充滿狀態(tài)，1s22s22p63s23p63d54s13d4s↑↓Cr↑↑↑↑只有一組全滿的簡并軌道有兩組半滿的簡并軌道易錯(cuò)寫為1s22s22p63s23p63d44s2↑Cr↑↑↑↑↑3d4s體系能量較低，原子較穩(wěn)定體系能量高，原子不穩(wěn)定核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則排布規(guī)律二洪特規(guī)則基態(tài)碳原子的軌道表示式C1s2s2pC1s2s2pC1s2s2pC1s2s2p核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則排布規(guī)律二洪特規(guī)則

在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)

的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低能量最低當(dāng)相鄰能級(jí)能量差別不大時(shí)，有1～2個(gè)電子填入能量稍高的能級(jí)可能反而降低電子排斥能，進(jìn)而使原子整體能量最低。例如：所有副族元素的基態(tài)原子

整個(gè)原子的能量由

、

和

三個(gè)因素共同決定核電荷數(shù)電子數(shù)電子狀態(tài)核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律原子核外電子的排布規(guī)則排布規(guī)律三能量最低原理內(nèi)容因素能量最低原理的補(bǔ)充為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是而不是？為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2而非1s12s1？為什么基態(tài)K和Ca的價(jià)電子排布式是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？結(jié)合核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律，思考并回答下列問題：問題1問題2問題3不滿足能量最低原理不滿足構(gòu)造原理不滿足洪特規(guī)則【例1】寫出15P、25Mn的軌道表示式，并按要求填空。15P：

，有

對電子對，有

個(gè)單電子。25Mn：_______________________________________________________________，有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

個(gè)單電子，屬于半充滿。63155電子排布式與軌道表示式的比較核外電子的表示方法電子排布式含義用數(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)意義能直觀反映出核外的電子層、能級(jí)及各能級(jí)上的電子數(shù)實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示意義避免書寫電子排布式過于繁瑣實(shí)例K：[Ar]4s1軌道表示式含義每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子意義能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)實(shí)例

Al：【例1】按要求填空。(1)17Cl的電子排布式：__________________________。(2)17Cl的價(jià)電子排布式：_________________________。(3)17Cl－的電子式：___________。1s22s22p63s23p53s23p5(4)17Cl的價(jià)電子軌道表示式：__________________。(5)17Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖：________。(6)第四周期中最外層只有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的簡化電子排布式：______________________________。[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1未成對電子數(shù)及其占據(jù)的原子軌道元素符號(hào)及價(jià)電子排布14sK：4s1，Cu：3d104s13dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br：4s24p523dTi：3d24s2，Ni：3d84s24pGe：4s24p2，Se：4s24p433dV：3d34s2，Co：3d74s24pAs：4s24p343dFe：3d64s253dMn：3d54s2

63d和4sCr：3d54s1第四周期未成對電子數(shù)規(guī)律核外電子的表示方法量子力學(xué)的發(fā)展19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)在描述微觀系統(tǒng)時(shí)的不足越來越明顯。量子力學(xué)是在20世紀(jì)初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫?qū)づ堇?、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費(fèi)米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學(xué)家共同創(chuàng)立的。第一排：歐文·朗繆爾、馬克斯·普朗克、瑪麗·居里、亨得里克·洛侖茲、阿爾伯特·愛因斯坦、保羅·朗之萬、Ch.E.Guye、C.T.R.威爾遜、O.W.里查森第二排：彼得·德拜、馬丁·努森、威廉·勞倫斯·布拉格、HendrikAnthonyKramers、保羅·狄拉克、亞瑟·康普頓、路易·德布羅意、馬克斯·波恩、尼爾斯·玻爾第三排：奧古斯特·皮卡爾德、E.Henriot、保羅·埃倫費(fèi)斯特、Ed.Herzen、ThéophiledeDonder、歐文·薛定諤、E.Verschaffelt、沃爾夫?qū)づ堇⑽旨{·海森堡、R.H.福勒、里昂·布里淵1927年第五屆索爾維會(huì)議1．(2020上·云南大理·高二校考期末)若將基態(tài)6C的電子排布式寫成ls22s22p2x，它違背了A．能量守恒原理 B．泡利原理

C．能量最低原理 D．洪特規(guī)則【答案】D【詳解】A．能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變，6C的電子排布式寫成ls22s22p2x沒有違背能量守恒原理，故A不符合題意；B．泡利原理指的是在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納兩個(gè)電子，而且它們的自旋狀態(tài)相反，基態(tài)6C的電子排布式寫成ls22s22p2x，沒有違背泡利原理，故B不符合題意；C．能量最低原則指的是電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，使整個(gè)原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)，6C的電子排布式寫成ls22s22p2x，沒有違背能量最低原理，故C不符合題意；D．6C原子2p能級(jí)上有3個(gè)軌道，2p能級(jí)上有2個(gè)電子，2個(gè)電子應(yīng)該排在2個(gè)不同的軌道上，且自旋方向相同，若將基態(tài)6C的電子排布式寫成ls22s22p2x，它違背了洪特規(guī)則，正確的電子排布式為：1s22s22px12py1，故D符合題意；2．(2012下·新疆喀什·高一階段練習(xí))下列各項(xiàng)中，前面的能級(jí)先填入電子的為①3d和4s②4p和5s③5s和4d④5p和4dA．①② B．②③ C．②④ D．③④【答案】B【分析】從構(gòu)造原理圖中可以看出能級(jí)的能量高低除了符合E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等規(guī)律之外，還存在一些不同能層的能級(jí)的交錯(cuò)現(xiàn)象。例如，E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。由于出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象，K原子排滿第一層和第二層后，在排第三層時(shí)，先排滿3s能級(jí)、3p能級(jí)，最后一個(gè)電子進(jìn)入4s能級(jí)而不是3d能級(jí)，所以它的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：3．(2023下·四川廣元·高二四川省蒼溪中學(xué)校校考期中)下列基態(tài)原子的電子排布圖中，違反了泡利原理的是A． B． C． D．【答案】B【詳解】A．2p軌道違背洪特規(guī)則，A不符合題意；B．2s軌道違背泡利不相容原理，即同一個(gè)軌道中，兩個(gè)電子應(yīng)自旋相反，B符合題意；C．電子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則，C不符合題意；D．2s軌道沒有填充滿，違背能量最低原理，D不符合題意，4．(2019上·浙江寧波·高二寧波市北侖中學(xué)校考期中)在d軌道中電子排布成，而不排布成，最直接的根據(jù)是A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．雜化軌道理論 D．洪特規(guī)則【答案】D【分析】根據(jù)題中軌道電子排布可知，本題考查原子核外電子排布，根據(jù)洪特規(guī)則進(jìn)行分析。【詳解】A.能量最低原理就是指核外電子總是盡可能先占能量最低的軌道，只有當(dāng)能量最低軌道被占滿后，電子才依次進(jìn)入能量較高軌道，與題意不符合，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.泡利不相容原理指的是在原子中不能容納運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，與題意不符合，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.雜化軌道理論指的是中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的軌道，與題意不符合，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同，稱為洪特規(guī)則，根據(jù)圖片知，5個(gè)電子占據(jù)不同的軌道且自旋方向相同，所以其根據(jù)是洪特規(guī)則，D項(xiàng)正確；5．(2020下·吉林長春·高二長春市第二十九中學(xué)?？茧A段練習(xí))下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是A．K+：1s22s22p63s23p6

B．As：1s22s