第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质第一节　原子结构　　　     1.能层 1 |能层与能级


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质2.能级 3.不同能层、能级所能容纳的最多电子数(详见定点1)


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质1.基态原子与激发态原子2.光谱与光谱分析(1)原子光谱①含义:不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。2 |基态与激发态　原子光谱


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质(2)光谱分析  ②成因与分类


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质　1.构造原理:以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。其示意图如下: 3 |构造原理与电子排布式


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质(1)概念:将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角,并按照能层由低到高的顺序排列的式子。(2)表示方法 3.电子能量的高低(详见定点1)2.电子排布式


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质1.电子云(1)电子云:处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)电子云轮廓图的形状:s能级的电子云轮廓图是球形的,p能级的电子云轮廓图是哑铃形的。2.原子轨道(1)概念:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。4 |电子云与原子轨道


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质能级nsnpndnf……原子轨道数1357……(2)形状①s轨道呈球形,能层序数越大,原子轨道的半径越大。②p轨道呈哑铃形,无论2p、3p还是4p……都有3个相互垂直的原子轨道。(3)各能级所含有的原子轨道数


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质1.电子自旋与泡利原理(1)电子自旋:电子除空间运动状态外,还有一种状态叫做自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反,常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。(2)泡利原理(也称泡利不相容原理):在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反。2.电子排布的轨道表示式(1)轨道表示式(又称电子排布图):在轨道表示式中,用方框(或圆圈)表示原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连,箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。5 |泡利原理、洪特规则、能量最低原理


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质　　轨道表示式中各符号、数字的意义如下(以基态铝原子为例):(2)表示方法


第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质特别提醒　通常应在方框下方或上方标记能级符号。有时画出的能级上下错落,以表达能量高低不同。3.洪特规则　　基态原子中,当电子填入简并轨道时,电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同,这个规则是由洪特首先提出的,称为洪特规则。如2p轨道上有3个电子时的排布图为 ,不能表示为 或 。洪特规则不仅适用于基态原子,也适用于基态离子。


整个原子的能量最低。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质知识拓展　洪特规则特例:当同一能级上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空状态(p0、d0、f0)时,原子具有较低的能量和较强的稳定性。例如,铬(24Cr)的价层电子排布是3d54s1(3d、4s能级均为半充满),而不是3d44s2;铜(29Cu)的价层电子排布是3d104s1(3d能级为全充满、4s能级为半充满),而不是3d94s2。4.能量最低原理　　在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使


辨析
这种子排布式可简化为[Ne]3s23p4,原子的电说法正确吗?提示
：正确。为了方便,常把内层已达稀有气体元素原子电子层结构的部分用稀
有气体元素符号外加方括2。如K:1s号表示2s22p63s23p64s1,可简化为[Ar]4s1,又如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,可简化为[Ar]3d64s2。2.价层电子
就是最外层电子,这种说法正确吗?提示
：不正确。价层电子指原子参加化学反应时与化合价有关的电子;最外层电子
指原子最外面的电子层上的电子。对于主族层电子数元素,最外等于价层电子数;对于
副族元素,部分能量高的次外层电子参与成键,即次外层部分电子与最外层电子
统称为价层电子。知识
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质1.硫


字母这种相级中所能容纳的最多电子数相同,同的不同能说法正确吗?提示
：正确所有s能级最多容纳。如2×1个电子,p能级最多容纳2×3个电子,d能级最多容纳2×5个电子,f能级最多容纳2×7个电子。4.可以
根据构造原理书写基态原子的电子排布式,这种说法正确吗?提示
：正确。只要知道原子序数(等于核电荷数),就可以根据构造原理写出绝数元素基态原多大子的电子排布。5.电子排布式的
书写顺序与核外电子填充轨道的顺序一定相同,这种说法正确吗?提示
：不正确。电子排布式按能层和能级由低到高的顺序写书,而核外电子填充轨道的顺序
遵循构造原理。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质3.英文


说法正确吗?提示
：正确。基态铁2的价层电子排布式为3d64s原子,失去4s轨道上的2个电子后变
成Fe2+,Fe2+的价层电子排布式为3d6,而Fe3+的价层电子排布式为3d5,3d轨道为半充满稳定结构。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质6.Fe3+的稳定性强于Fe2+,这种


判断
此,它们运动的区域也不同。通常能量最低的电子在离核最
近的区域,运动而能量高的电子在离核较远的
区域运动。根据多电子原子核外电子的能量差异核外电子可将分成不同的能层(即
电子层)。如钠第核外有11个电子,第一能层有原子个电子,2二电8个能层有子,第
三电子。1个能层有2.能层与能级的
组成以及能量的关系(1)能层与能级类
似楼层与楼梯之间的关系,就好比能层是楼是层,能级楼梯的阶级,如图所示。
任即层的能级总是从s能级开始,能级数=能层序数一能,第一能层只有1个能级(1s),第
二层有2能个能级(2s和2p),第三3能层有个能级(3s、3p和3d),依次
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质 1.能层　　在含有多个电子的原子里,电子的能量是不相同的,因
类推。1 不同能层最多容纳电子数的


母代字是s、p、d、f号总排序的,……母前的数字是它们所处的能层序数,它们可容纳的最多电子数
依次为自然数中的奇、1、3数序列5、7……的2倍
。一个能层最多可容纳的电子数=2n2(n为能层序数)。(3)英文
字母同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如,1s、2s、相同的不3s、4s……能级最多都只能容纳2个电子。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质 (2)能级的字


关系
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质  (4)能层或能级的能量


例　下列说法正确　 (的是    )A.第
三原子中层有s、p两个能级B.在基态多电子能,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量C.第
三能层最多容纳8个电子D.无论
哪电子数均为s能级最多容纳的一能层的2D解
析    第三三层有能s、p、d个能级,A错误;同一能层中,p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高,但
能层较高的s轨道电子能量则比p能层低的轨道电子能量高,B错
误;每层最多可容纳个能的电子数是2n2,第三错层最多容纳1能个电子,C8误;s能级最多可容纳的电子数为2,D正确
。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质 典


纳总结　能层与能级的相关规律(1)能量规
律　　对于多电子原子的核外电子,按能量的
差异的电子同的能层;对于同一能层中能量不同将其分成不,又将其分成不同的能级,各能层中的能级数
恰好等应的能层序数(n于相)。(2)数量规
律　　
每可容纳的最多电子数为2一个能层n2,每2最多容纳一个原子轨道个电子,每一个能层含有的原子轨道数为n2。
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质归


交顺序为:由构造原理可知,核外电子排布的能级错1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……从中可以
看出,从第三
能层开始,各能级不
完全遵循能层顺序,产生了能级交错现象。(2)用构造原理
解释基态原子核外最外层和次外层电子的排布问题①基态原子最外层电子数不
超过8个　　当ns和np轨道全充满时(共4个轨道,最多容纳8个电子),由于能级
交错,多
余子不是填入nd轨道,而是首先形成新电子层电,填入(n+1)s轨道中,因
此最外层电子数不可能
第1讲　描述运动的基本概念第一章　原子结构与性质　 1.构造原理(1)能级
超过8个。2 构造原理与基态原子的核外电子排布


次外层电子数不超过18个若
最外层是第n层,次外层就序第(n-1)层。由于电子填充顺是为np→(n+1)s→(n-1)f,在第(n+1)层出
现前,次外层只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上有电子,这三
个亚层共因有个轨道,最多可容纳18个电子,9此次外层电子数不1过超8个。例如,某
第子最外层是原五次层,外层就是第四,层由于电子填充顺序为5p→6s→4f,在第
六层出次现之前,外层(第四4)只有层s、4p和4d轨道上有�