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第37讲　原子结构与性质 第十二章　物质结构与性质(选考) 考点一　原子核外电子排布原理 1.能层、能级与原子轨道 (1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的 是不同的，按照电子的 差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 (2)能级：同一能层里电子的 也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 等表示，同一能层里，各能级的能量按 的顺序依次升高，即： 。 知识梳理 能量 能量 能量 s、p、d、f s、p、d、f E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f) (3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在 的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s ____ _ p ______ _ 特别提醒　第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。 核外经常出现 球形 哑铃形 1 3 2.基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。 如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子 在原子轨道上的排布顺序图： 注意：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。 (2)泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳 个电子，且自旋状态 。 如2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。 (3)洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是________ 占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为， 不能表示为 或 。 2 相反 优先单独 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 3.基态、激发态及光谱示意图 全满 半满 全空 1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)p能级能量一定比s能级的能量高(　　) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(　　) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(　　) (4)2px,2py,2pz的能量相等(　　) (5)2s轨道的电子排布图为 (　　) (6)2p3的电子排布图为 (　　) × √ × × × × 2.完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系 能层 一 二 三 四 五 … 符号 K L M N O … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … 最多容纳电子数 _ _ _ _ _ __ _ _ __ __ __ … … _ _ __ __ … ___ 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 2 8 18 32 2n2 3.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。 答案 26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。 特别提醒　由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。 解题探究 题组一　电子排布式、排布图的书写与判断 1.写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式： 答案 原子 电子排布式 简化电子排布式 N ________ _________ Cl _____________ __________ Ca _______________ ______ Fe __________________ _________ Cu __________________ _________ As _____________________ ____________ 1s22s22p3 [He]2s22p3 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5 1s22s22p63s23p64s2 [Ar]4s2 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s2