Transcript 原子结构
第一章原子结构与性质
第一节原子结构
回忆：构成原子的粒子有哪些？它们怎样构成
原子的？
一、原子结构
1、原子
{
原子核
{
质子(+)
中子(不带电）
核外电子(-)
粒子间的数量关系
原子内部，质子所带正电和电子所带负电电量相等，
电性相反。原子整体不显电性。
核电荷数（z）=核内质子数=核外电子数
质量数（A） = 质子数（Z） + 中子数（N）
离子所带电荷数=质子数–核外电子数
思考： 当质子数（核电荷数）>核外电子数时，
该粒子是
阳离子，带正电荷。
当质子数（核电荷数）<核外电子数时，
该粒子是
阴离子，带负电荷。
2、同位素
（1）定义：质子数相同的而中子数不同的同种元
素的原子相互称为同位素
注意强调：（1）微粒和原子
（2）范围是原子：区别四个同的概念
（3）质子数相同而中子数质量数一定不同
（4）决定原子种类的是：质子和中子
（5）化学性质几乎相同
（2）丰度
3、相对原子质量
（1）原子的相对原子质量
（2）元素的相对原子质量
（3）原子的近似相对原子质量
（4）元素的近似相对原子质量
习题：已知一个SO2分子的质量为n克，一个SO3的
质量为m克，若以硫原子质量的三十二分之一做标
准，则SO2的相对分子质量为
。
二、核外电子运动状态的描述
1、电子云：描述核外电子运动特征的图象。
2、核外电子的运动状态：电子在核外运动时，它不
能象宏观物体那样来描述它的运动状态，它必须用
四个参量来同时描述一个电子的运动状态
（1）电子层——分层
注意：1、K L M N OPQ
电子层数：一二三四五六七
2、离核越近，能量越低
（2）电子亚层
分层中又具体分为电子亚层，它们分别是Spdf
注意：1、每层中所包含的亚层
K
L
M
N
S
Sp
SPD
SPDF
2、处于同一电子层上的不同亚层按能量
Ns<Np<Nd<nF
（3）电子云的伸展方向
S亚层的原子轨道图
S亚层的原子轨道是球形对称的（原子核位于球
心），电子层序数n越大（电子能量越大，
1s<2s<3s......），原子轨道半径越大。
P亚层的原子轨道
z
z
y
x
z
y
y
x
x
P亚层的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有
3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表
示。P电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。
在同一能层中 P x,Py,PZ的能量相同。
P亚层的3个原子轨道P x,Py,PZ合
在一起的情形.
(4)电子的自旋
P
亚
层
的
原
子
轨
道
第二周期元素原子的轨道表示式如下图所示
（在图中每个方框代表一个原子轨道,每个箭
头代表一个电子）：
第二周期元素原子的轨道表示式
由图总结：
1.每个原子轨道里最多只能容纳几个电子？方向如何？
2.当电子排布在同一能级时，又什么规律？
三、核外电子的排布规律
1、能量最低原理：电子总是首先填充到能量低离
核近的轨道，只有能量低离核近的轨道填满后才
能进入高能量的轨道。
2、保利不相容原理
同一轨道里，最多只能容纳2个电子，而且自旋方
向相反；也可以理解为同一轨道里不可能有运动状
态完全相同的两个电子；也可以说核外有多少电子，
就有多少种运动状态。
3、洪特规则
在能量相同的轨道上填充时，在能量最低原理的前
提下，它们尽量占有不同的轨道，自旋方向相同。
在以上原则基础上有
（1）每层最多容纳2n2个电子
（2）最外层最多有8个电子
（3）次外层最多不超过18个，倒数第三层不超过
32个。
4、洪特特例
全空、全满、半充满为稳定结构。
总结，表示原子结构有4种方法
（1）结构示意图（2）电子式（3）核外电
子排布（4）轨道表示式
电子排布式
电子层序数
电子亚层
该能级上排布
的电子数
2
2
6
1
Na：1s 2s 2p 3s
K
L
M
Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
K
L
M
N
按能层次序书写，按构造原理充入电子。
归纳总结
1、电子层和电子亚层
1.各电子层所包含的电子亚层及各电子层、电
子亚层最多容纳的电子数
能层(n) 一
符号
K
二
三
四
五六七
L
M
N
O P Q
能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
······
最多容 2
纳的电
2
子数
······
2
6
8
2
6 10 2
18
6 10 14
32
2n2
2、能级交错现象
电子填充的先后顺序
（构造原理）
1s2s2p3s3p4s3d4p5s
4d5p6s 4f5d6p7s5f6d7p
……
随原子核电荷数递增，原子核外
电子的排布遵循如左图的排布顺序，
这个排布顺序被称为构造原理。
课堂练习
用轨道表示式表示出下列原子的核外电
子排布：
N、P、Ca、Cr、Cu、Fe
课堂练习
用轨道表示式表示出
铁原子的核外电子排布
泡利原理
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
洪特规则
能量最低原理
题型一、构造原理、能级的能量高低比较
例1、将下列能级按能量由高到低的顺序排列：
1S、3P、2P、5d、4S、5f。
练习：构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各
能级能量高低。若以E表示某能级的能量，以下各式
中正确的是
（ ）
A．E(4s)> E(3s)> E(2s)> E(1s)
AB
B．E(3d)> E(4s)> E(3p)> E(3s)
C．E(5s)> E(4f)> E(4s)> E(3d)
D．E(5s)> E(4s)> E(4f)> E(3d)
题型二、核外电子排布：电子排布式、轨道表示式
结构示意图
铁
原
子
电子排布
式
电子排布图（轨道
表示式）
1s22s22p63s23
p63d64s2
请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所
能反映的粒子结构信息。
结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的
电子层数及各能层上的电子数。
电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级
和各能级上的电子数。
轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道
上的电子分布情况，自旋方向。
课堂练习
1、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（ CD）
A.氢原子的2s轨道能量较3p能级低
B.锂原子的2s与5s 轨道皆为球形分布
C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序
数的增加，p能级原子轨道也在增多
D.能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
课堂练习
2、碳原子的最外能层的各能级中，电子
排布的方式正确的是（ C ）
A
B
C
D
题型三、外围电子构型
例2：已知下列元素原子的外围电子构型为：
3S2、4S2、4S24P1、3S23P3 、3d54S2。它
们分别属于第几周期？第几族？最高化合
价是多少？
课堂练习
1、以下能级符号正确的是（ AD）
A、6s
B、2d
C、3f
D、7p
2、若n=3，以下能级符号错误的是（ B ）
A．n p B．n f
C．n d D．n s
3、下列各电子能层中，不包含 d 能级的是
（ CD）
A、N能层 B、M能层 C、L能层
D、K能层
探究一
1、知道了原子核外电子的能层和能级可容
纳的最多电子数，是否就可以得出各种原
子的电子排布规律呢？
2、钾原子的电子排布为什么不是2、8、9，
而是2、8、8、1？