1、第一章 第一節 第1課時構造原理與電子排布式 電子云與原子軌道復習回顧原子原子核核外電子能層能級基態與激發態原子光譜構 造原理構造原理與電子排布式 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每一行對應一個能層每一小圈對應一個能級各圓圈件間連接線的方向表示隨核電荷數遞增而增加的電子填入能級的順序構造原理與電子排布式 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構造原理規律： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d構造原理規律： ns (n-2)f (n-1)d

2、np構造原理與電子排布式 電子排布式理論依據：構造原理元素核電荷數每遞增一個，同時增加一個核電荷和核外電子，就得到一個基態原子的電子排布電子填滿一個能級，就開始填入下一個能級從氫到碳的基態原子電子排布式如下：1s11s21s22s11s22s21s22s22p11s22s22p2氫 氦 鋰 鈹 硼 碳構造原理與電子排布式 電子排布式電子排布式是用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數的式子Al原子電子排布式構造原理與電子排布式 電子排布式學生活動1.書寫下列元素基態原子的電子排布式2.閱讀課本表1-1，總結電子排布式的書寫原則H C O Na Mg Al Si P S Cl K Ca M

3、n Fe Co Ni Cu Zn構造原理與電子排布式 電子排布式學生活動 H 1s1 C 1s22s22p2 O 1s22s22p4Na 1s22s22p63s1 Mg 1s22s22p63s2 Al 1s22s22p63s23p1Si 1s22s22p63s23p2 P 1s22s22p63s23p3 S 1s22s22p63s23p4Cl 1s22s22p63s23p5 K 1s22s22p63s23p64s1 Ca 1s22s22p63s23p64s2 Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 Fe 1s22s22p63s23p63d664s2 Co 1s22s22p63s23p

4、63d74s2 Ni 1s22s22p63s23p63d84s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 構造原理與電子排布式 電子排布式構造原理與電子排布式 電子排布式構造原理與電子排布式 電子排布式書寫原則按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中(1)相同能層的不同能級的能量高低順序 ： (2)英文字母相同的不同能級的能量高低順序： (3) 不同層不同能級可由下面的公式得出: 各能級的能量高低順序 nsnpndnf1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4dns(n-2)f(n-1)dnp (n為能層序數)構造原理與電子

5、排布式 電子排布式能級交錯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EnsE(n-2)fE(n-1)dEnp隨著電荷數遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的，電子是按能量由低到高的順序填充的，這種現象被稱為能級交錯。源于光譜學事實構造原理與電子排布式 電子排布式書寫原則按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中一般情況下，能層低的能級要寫在左邊，而不是按照構造原理順序寫26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2，基態鉻、銅的核外電子排布不符合構造原理 Cr基態原子的電子排布式： Cu基態原子的電子排布式1s22s22p63s2

6、3p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1半充滿全充滿構造原理與電子排布式 思考與討論1.按構造原理寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡的基態原子的最外層電子排布； 除氦外它們的通式是什么？He 1s2Ne 2s22p6Ar 3s23p6Kr 4s 24p6Xe 5s 25p6Rn 6s 26p6通式：ns2np6構造原理與電子排布式 思考與討論2、電子排布式可以簡化，如Na的電子排布式可簡化為Ne3s1， (1) 上述方括號的意義是什么？ (2) 仿照Na的簡化電子排布式，寫出O、Si、Cu的簡化電子排布式方括號：內層電子達到稀有氣體元素原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符

7、號外加方括號的形式表示O He 2s22p4Si Ne3s23p2Cu Ar 3d10 4s1構造原理與電子排布式 思考與討論3.為突出化合價與電子排布式的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱 為價電子層。Fe 簡化電子排布式為Ar3d64s2 價電子排布式為3d64s2 通常元素周期表只給出價層電子排布式，請寫出Na、Al、Cl、Mn、Br的價層電子排布Na 3s1 Al 3s23p1Cl 3s23p5 Mn 3d5 4s2Br 4s24p5 構造原理與電子排布式 電子排布式1.簡單原子的電子排布式(1)按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中。(2)為了避免電子排布式過于繁

8、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。Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1電子排布式可簡化為Ne3s1。構造原理與電子排布式 電子排布式(2)復雜電子的電子排布式對于較復雜的電子排布式，應先按能量從低到高排列，然后將同一能層的電子移到一起26Fe先按能量從低到高排列為1s22s22p63s24s23d6同一能層的移到一起，即該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2簡化電子排布式為Ar3d64s2構造原理與電子排布式 電子排布式3特殊原子的核外電子排布式當p、d、f能級處于全空、全充滿或半充滿狀態時，能量相對較低，原

9、子結構較穩定。(1)24Cr的電子排布式的書寫構造原理與電子排布式 電子排布式(2)29Cu的電子排布式的書寫3特殊原子的核外電子排布式當p、d、f能級處于全空、全充滿或半充滿狀態時，能量相對較低，原子結構較穩定。一定空間運動狀態的電子并不在玻爾假設的線性軌道上運行，而在核外空間各處都有可能出現，但出現的概率不同構造原理與電子排布式 思考與討論原子核外電子的運動狀態是怎么樣的呢？量子力學1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運行，然而到了1926年，玻爾建立的線性軌道模型被量子力學推翻。電子云與原子軌道電子云(1)概率密度用P表示電子在某處出現的概率，V表示該處的體積，則 稱為概

10、率密度，用表示。(2)電子云由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。電子云(3)電子云輪廓圖繪制電子云的輪廓圖的目的是表示電子云輪廓的形狀對核外電子的空間運動狀態有一個形象化的簡便描述將電子在原子核外空間出現的概率P90%的空間圈出來，py電子云與原子軌道電子云(3)電子云輪廓圖形狀s電子云輪廓圖球形p電子云輪廓圖啞鈴狀電子云與原子軌道電子云(3)電子云輪廓圖電子云擴展程度同一原子的能層越高，s電子云的半徑越大， 2s電子云比1s電子云更彌散1s、2s、3s電子的能量依次增高，電子在離核更遠的區域出現的概率逐漸增大，

11、電子云越來越向更大的空間擴展能層序數越大，原子軌道的半徑越大。電子云與原子軌道原子軌道(1)原子軌道量子力學把電子在原子核外的一種空間運動狀態稱為一個原子軌道各能級的一個伸展方向的電子云輪廓圖即表示一個原子軌道電子云與原子軌道能級符號nsnpndnf軌道數目1357各能級所含有原子軌道數目不同能層的能級、原子軌道及電子云輪廓圖電子云與原子軌道能層能級原子軌道數原子軌道名稱電子云輪廓圖的性質與取向形狀取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px、2py、2pz啞鈴形相互垂直M3s13s球形3p33px、3py、3pz啞鈴形相互垂直3d5原子軌道不同能層的能級、原子軌道及電子云輪廓圖電子云與原子軌道能層能級原子軌道數原子軌道名稱電子云輪廓圖的性質與取向能層能級N4s14s球形4p34px、4py、4pz啞鈴形相互垂直4d54f7原子軌道電子云與原子軌道不同能層的同種能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同 。能層序數n越大，原子軌道的半徑越大