第一讲 原子核外电子的排布 学 科：化 学 主讲人：王新珍

（从上到下）氢、氦、锂、钠、钡、汞、氖的发射光谱 直到本世纪初，人们只知道物质在高温或电激励下会发光，却不知道发光机理；人们知道每种元素有特定的光谱，却不知道为什么不同元素有不同光谱。 （从上到下）氢、氦、锂、钠、钡、汞、氖的发射光谱

基态 激发态 1、基态 2、激发态 基态 激发态 原子吸收光谱 原子发射光谱 基态 激发态 1、基态 原子中的各个电子都处于一定的运动状态，各电子都处于最低能级，从而使原子的能量最低，原子的这种状态称为基态 2、激发态 原子受到外来作用的影响，吸收某些波长的光而发生跃迁，使原子处于能量较高的状态，这种状态称为激发态 基态 激发态 原子吸收光谱 原子发射光谱

电子云 为了形象化地表示出电子的几率密度分布，可以将其看作为带负电荷的电子云。 　　为了形象化地表示出电子的几率密度分布，可以将其看作为带负电荷的电子云。 　　电子出现几率密度大的地方，电子云浓密一些，电子出现几率密度小的地方，电子云稀薄一些。 　　因此，电子云的正确意义并不是电子真的象云那样分散，不再是一个粒子，而只是电子行为统计结果的一种形象表示。 　　电子云图象中每一个小黑点表示电子出现在核外空间中的一次几率，几率密度越大，电子云图象中的小黑点越密。

电子云的角度原子轨道图 核外电子运动状态

电子层 n 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 能级 最多 电子数 1s 2s 2p 5s … 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 2 … … 2n2 2 2 6 8 2 6 10 18 2 6 10 14 32

原子核外电子排布遵循的原理 1.能量最低原理 2.泡利不相容原理 3.洪特规则

1、能量最低原理 原子核外电子先占有能量低的能级里，然后再依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。

△能级交错： E（4s） E（3d） E（5s） E（4d） E（6s） E（5d） ＜

多电子原子的近似能级图 多电子原子的近似能级图

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示） 2、泡利不相容原理 每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示）

电子在排布同一能级的各个轨道时，优先分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 3、洪特规则 电子在排布同一能级的各个轨道时，优先分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 例：2p3: 2px 2py 2pz 例：2p4: 2px 2py 2pz

原子核外电子排布的表示式 1.电子排布式： 2.轨道表示式:

元 素 周 期 系

基态原子电子组态 “电子仁”或“电子实” 价电子层 价层电子 表：基态电中性原子的电子组态 1 氢H 1s1 2 氦He 1s2 3 锂Li [He] 2s1 4 铍Be [He] 2s2 5 硼B [He] 2s22p1 6 碳C [He] 2s22p2 7 氮N [He] 2s22p3 8 氧O [He] 2s22p4 9 氟F [He] 2s22p5 10氖Ne 1s2 2s22p6 11钠Na [Ne] 3s1 12镁Mg [Ne] 3s2 13铝Al [Ne] 3s23p1 14硅Si [Ne] 3s23p2 15磷P [Ne] 3s23p3 16硫S [Ne] 3s23p4 17氯Cl [Ne] 3s23p5 18氩Ar 1s22s22p63s23p6 19钾K [Ar] 4s1 20钙Ca [Ar] 4s2 21钪Sc [Ar] 3d14s2 22钛Ti [Ar] 3d24s2 23钒V [Ar] 3d34s2 24铬Cr* [Ar] 3d54s1 25锰Mn [Ar] 3d54s2 26铁Fe [Ar] 3d64s2 27钴Co [Ar] 3d74s2 28镍Ni [Ar] 3d84s2 不符合构造原理

基态原子电子组态 表： 基态电中性原子的电子组态 29铜Cu*[Ar] 3d104s1 43锝Tc [Kr] 4d55s2 表： 基态电中性原子的电子组态 29铜Cu*[Ar] 3d104s1 30锌Zn [Ar] 3d104s2 31镓Ga [Ar] 3d104s24p1 32锗Ge [Ar] 3d104s24p2 33砷As [Ar] 3d104s24p3 34硒Se [Ar] 3d104s24p4 35溴Br [Ar] 3d104s24p5 36氪Kr [Ar] 3d104s24p6 37铷Rb [Kr] 5s1 38锶Sr [Kr] 5s2 39钇Y [Kr] 4d15s2 40锆Zr [Kr] 4d25s2 41铌Nb*[Kr] 4d45s1 42钼Mo*[Kr] 4d55s1 43锝Tc [Kr] 4d55s2 44钌Ru*[Kr] 4d75s1 45铑Rh*[Kr] 4d85s1 46钯Pd*[Kr] 4d10 47银Ag*[Kr] 4d105s1 48镉Cd [Kr] 4d105s2 49铟In [Kr] 4d105s25p1 50锡Sn [Kr] 4d105s25p2 51锑Sb [Kr] 4d105s25p3 52碲Te [Kr] 4d105s25p4 53碘I [Kr]4d105s25p5 54氙Xe [Kr] 4d105s25p6 55铯Cs [Xe] 6s1 56钡Ba [Xe] 6s2

基态原子电子组态 表： 基态电中性原子的电子组态 57镧La*[Xe] 5d16s2 71镥Lu [Xe] 4f145d16s2 表： 基态电中性原子的电子组态 57镧La*[Xe] 5d16s2 58铈Ce*[Xe] 4f15d16s2 59镨Pr [Xe] 4f36s2 60钕Nd [Xe] 4f46s2 61钷Pm [Xe] 4f56s2 62钐Sm [Xe] 4f66s2 63铕Eu [Xe] 4f76s2 64钆Gd*[Xe] 4f75d16s2 65铽Tb [Xe] 4f96s2 66镝Dy [Xe] 4f106s2 67钬Ho [Xe] 4f116s2 68铒Er [Xe] 4f126s2 69铥Tm [Xe] 4f136s2 70镱Yb [Xe] 4f146s2 71镥Lu [Xe] 4f145d16s2 72铪Hf [Xe] 4f145d26s2 73钽Ta [Xe] 4f145d36s2 74钨W [Xe] 4f145d46s2 75铼Re [Xe] 4f145d56s2 76锇Os [Xe] 4f145d66s2 77铱Ir [Xe] 4f145d76s2 78铂Pt* [Xe] 4f145d96s1 79金Au*[Xe] 4f145d106s1 80汞Hg [Xe] 4f145d106s2 81铊Tl [Xe] 4f145d106s26p1 82铅Pb [Xe] 4f145d106s26p2 83铋Bi [Xe] 4f145d106s26p3 84钋Po [Xe] 4f145d106s26p4

洪特规则特例 铬和钼的组态为(n-1)d5ns1,而不是(n-1)d4ns2,这被称为“半满规则”——5个d轨道各有一个电子,且自旋平行。 考察周期表可发现，第5周期有较多副族元素的电子组态不符合构造原理，多数具有5s1的最外层构型,尤其是钯(4d105s0)，是最特殊的例子。这表明第五周期元素的电子组态比较复杂，难以用简单规则来概括。

本课总结： 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 能量最低原理 一、原子核外电子排布遵循的原理和规则 原子核外电子在排布时要先占有能量低的轨道，然后再依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。 泡利不相容原理 洪特规则 电子排布式 二、原子核外电子排布的表示式 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽量分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 轨道表示式

诚挚的心灵是学生情感的钥匙， 高尚的师德是学生心灵的明镜。