第2節原子結構與元素周期表第1課時基態原子的核外電子排布你已經知道了電子在原子核外分層排布，那么原子核外電子的排布與原子軌道有什么關系呢？1.了解原子核外電子的能級分布。2．掌握基態原子的核外電子排布規律，掌握常見元素(1~36號)原子的核外電子排布。3．學會利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。目標導航一、基態原子的核外電子排布原則1.能量最低原則(1)基態原子的核外電子排布使整個原子體系的能量_________。(2)基態原子的核外電子在原子軌道上的排列順序：1s，2s，_____________________________________，6s……最低新知初探2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p2.泡利不相容原理一個原子軌道中最多只能容納_______電子，并且這兩個電子的自旋方向必須_________。3.洪特規則兩個相反對于基態原子，電子在能量相同的軌道上排布時，將盡可能分占________的軌道并且自旋方向_________。不同相同想一想1．在多電子的原子中，為什么最外層不超8個電子，次外層不超18個電子？提示：由于能級交錯，最外層最多填滿s和p兩個能級共4個軌道，故最外層不超8個電子，同理可知次外層最多不超18個電子。二、電子排布的表達方式1.電子排布式如基態氧原子的電子排布式可表示為________________。1s22s22p4想一想2．電子層數越大，能級的能量一定越高，對嗎？提示：不對。因為能級有交錯現象，如4s能量低于3d能量。2.軌道表示式一般用小圓圈表示一個確定的___________，用“↑”或“↓”來區別_____________不同的電子。如基態氧原子的軌道表示式可表示為_____________________。原子軌道自旋狀態三、價電子1.價電子為與化學性質密切相關的________原子軌道上的電子。2.為了便于研究化學性質與核外電子的關系，人們常常只表示出原子的__________排布。如鐵原子價電子排布為____________。外層價電子3d64s2想一想3．價電子是指原子的最外層電子嗎？提示：不一定。價電子決定了元素的化學性質，在主族元素中價電子為最外層電子，但過渡元素價電子還包括次外層的部分電子，如鐵價電子為3d與4s上的電子。自主體驗1.基態原子的核外電子排布的原則不包括(

)A．能量守恒原理

B．能量最低原則C．泡利不相容原理

D．洪特規則解析：選A。基態原子的核外電子排布必須遵循能量最低原則、泡利不相容原理、洪特規則，能量守恒原理與此無關。2.下列價電子的排布式中，正確的是(雙選)(

)A．銅：3d94s2B．鈣：3d2C．鈉：3s1 D．鐵：3d64s2解析：選CD。一般的核外電子排布式的書寫正誤判斷的題目主要就是對洪特規則和能量最低原則的考查，遇到這類題目時可以首先看是否符合這兩個依據。銅：3d94s2的3d能級不滿足洪特規則，應為3d104s1；鈣：3d2不滿足能量最低原則，應為4s2。3.根據下列敘述寫出對應元素和基態原子核外電子排布式。(1)次外層d軌道全空，最外層有一個4s電子________________。(2)某元素＋3價離子和氬原子的電子排布相同________________。(3)某元素＋3價離子的3d軌道半充滿________________。解析：解此題的關鍵首先是要推斷出3個元素的種類，再寫出其核外電子排布式。(1)具有(n－1)d0ns1排布的元素是ⅠA族元素。(2)該元素是Sc。(3)該元素是Fe。答案：(1)K，1s22s22p63s23p64s1(2)Sc，1s22s22p63s23p63d14s2(3)Fe，1s22s22p63s23p63d64s2探究導引1寫出氮原子的2p軌道的電子排布式和軌道表達式。要點一核外電子的排布規則提示：要點突破探究導引2為什么鈣原子的核外電子排布是2、8、8、2而不是2、8、9、1?提示：由于能級交錯現象，Ca原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2。要點歸納1.能量最低原則電子盡量先占有能量低的軌道，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態。(1)基態原子核外電子在原子軌道上的排布順序(2)能級相同時，電子層數愈大，原子軌道能量愈高，如E3p>E2p。(3)電子層相同時，不同能級之間的能量關系：如E3d>E3p>E3s。(4)電子層、能級不同時，原子中的價電子在外層分布時存在原子軌道能級交錯現象。如E4s<E3d<E4p，E5s<E4d<E5p。2.泡利不相容原理一個原子軌道中最多只能容納兩個電子，且這兩個電子的自旋方向必須相反。如2s軌道上的電子排布為，不能為

。3.洪特規則(1)原子核外電子在能量相同的軌道上排布時，將盡可能分占不同的原子軌道并且自旋方向相同，這樣整個原子的能量最低。如2p3的電子排布為

，不能為

。(2)洪特規則特例：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態時，體系的能量較低，原子較穩定。

即時應用1.下列原子或離子的電子排布式正確的是________，違反能量最低原則的是______，違反洪特規則的是_______，違反泡利不相容原理的是________。解析:根據核外電子排布規律知②中錯誤在于電子排完2s軌道后應排2p軌道而不是3p軌道，正確的應為1s22s22p6;③中M層電子排布沒有遵循洪特規則——電子在能量相同的軌道上排布時，應盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同，正確的應為：④中忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態時，體系的能量較低，原子較穩定，正確的應為：1s22s22p63s23p63d54s1；⑤和⑥正確；⑦違反泡利不相容原理，所以應為答案:①⑤⑥②③④⑦要點二核外電子排布的表示方法探究導引1書寫電子排布式時，其書寫順序的依據是什么？提示：按電子層數由少到多，能級由低到高，而不是按電子的填充順序。探究導引2電子排布式和軌道表達式，哪種書寫方式更能直觀形象地反映電子的運動狀態？提示：軌道表達式。要點歸納即時應用2.下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是(

)解析：選A。A表示碳原子的軌道表示式，正確；B不符合洪特規則；正確的Cr原子的價電子排布式為3d54s1；Fe2＋是鐵原子失去最外層2個電子形成的，其電子排布式是1s22s22p63s23p63d6。題型一原子核外的電子排布

例1(1)X元素是非金屬元素，其原子中有3個未成對電子，軌道的最高能級是3p，則該原子的電子排布式是_____________。(2)某元素的原子基態時有6個電子處于3d軌道上，則該元素的原子序數為________，典例探究該元素原子的d軌道上的未成對電子有________個。(3)某元素的基態原子失去3個電子后，它的3d軌道內電子恰好半充滿，該元素的原子序數為________，其離子的電子排布式為________。【思路點撥】

完成此問題的關鍵：(1)熟記能級順序；(2)原子失電子總是先失去最外層上的電子。【解析】

(1)根據題意：原子中有3個未成對電子，軌道的最高能級是3p，所以該原子價電子排布為3s23p3，則該原子的電子排布式是1s22s22p63s23p3。(2)根據能級交錯現象，既然3d軌道上有6個電子，那么4s軌道上應該是全充滿狀態，有2個電子，則該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2?？梢娫撛氐脑有驍禐?6。d軌道有5個等價軌道，它上面有6個電子，根據泡利不相容原理和洪特規則，其d軌道上的未成對電子應為4個。(3)當基態原子失去3個電子后，使3d軌道半充滿，即為5個電子，所以該原子的價電子排布應為3d64s2，該基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，原子序數為26，其離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5?！敬鸢浮?/p>

(1)1s22s22p63s23p3

(2)26

4(3)26

1s22s22p63s23p63d5【名師點睛】

(1)書寫電子排布式時要多體會能級交錯現象和洪特規則的三個特例：全空、全充滿和半充滿。(2)書寫時要看清要求。題型二核外電子排布與元素推斷例2有A、B、C、D、E五種元素，它們的核電荷數依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素，A和E屬同一族，它們原子的最外層電子排布式為ns1。B和D也屬同一族，它們原子最外層的p能級電子數是s能級電子數的兩倍，C原子最外層上電子數等于D原子最外層上電子數的一半。請回答下列問題：(1)A是_________，B是__________，C是________，D是________，E是________。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學式)________。寫出該物質的一種主要用途：___________。(3)寫出C元素基態原子的電子排布式：___________。(4)用軌道表示式表示D元素原子的最外層電子排布：_______?！舅悸伏c撥】

解決此題關鍵要弄清：(1)原子結構與電子排布的關系；(2)原子結構與元素周期表的關系。【解析】B和D屬同一族，它們原子最外層的p能級電子數是s能級電子數的兩倍，所以可得B、D的最外層電子排布式為ns2np4，所以B為氧元素、D為硫元素；而A和E屬同一族，它們原子的最外層電子排布式為ns1