整个原子的能量最低。
关键词
能层、能级、电子云、原子轨道、自旋、 构造原理、能量最低原理、泡利原理、 洪特规则、电子排布式、轨道表示式、 价电子、未成对电子、基态、激发态、 吸收光谱、发射光谱
专题2 原子结构与元素的性质
第一单元 原子核外电子的运动
原子核外电子的运动特征
1、根据课本P11表2-1的原子结构示意图 回顾原子核外电子的排布规律。 2、回顾原子核外电子的运动特征。
原子核外电子的排布规律
① 核外电子是分层排布的 ② 不同电子层上的电子能量不同，离核越远，
能量越高 ③ 电子优先排布在能量最低的电子层里 ④ 每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2 （n为电子层数） ⑤ 最外层电子数不超过8个（K为最外层时 不超过2个）， 次外层不超过18个，倒数第 三层不超过32个
整个原子处于最低的能量状态。
泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只容纳两个 自旋状态不同的电子。
原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布 洪特规则 时，电子尽可能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状态最低。
六、原子核外电子排布的表示方法
1、原子结构示意图 2、电子式 3、电子排布式 4、外围电子排布式 5、轨道表示式
d能级的原子轨道图
（4）f轨道的形状
• 2. 原子轨道
f能级的原子轨道图
小结：原子轨道的类型和形状
原子轨道类型 s
p
d
f…
原子轨道形状 球形 纺锤形 花瓣形 … …
2、原子轨道的表示方法：表示为ns，np，nd，nf等。
➢第1电子层：只有1种形状的轨道，即球形轨道，用s表示， 叫s轨道，记作1s。 ➢第2电子层：有2种形状的轨道，即球形和纺锤形。球形： s轨道，记作2s；纺锤形：用p表示，叫p轨道，记作2p。 ➢第3电子层：有3种形状的轨道，即球形、纺锤形和花瓣形。 分别记作3s，3p，3d。
如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中 有特征的篮光和红光。
又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发 现了稀有气体氦。
②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存 在与含量等
下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的
本课总结：
每个原子轨道上最多只能容
纳两能个量自最旋低状原态理不同的电子。
各原子轨道能量高低：（从3d轨道开始发生能级交错） 1s<2s<2p<3s<3p<4s<<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p
原子核外电子的运动遵循能量最低 原理、泡利不相容原理和洪特规则
原子核外电子先占据能量最低的轨道， 能量最低原理 然后依次进入能量较高的轨道，这样是
1、在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能 量 越低 。
2、下列电子层不包含d轨道的是
A、N层 B、M层 √C、L层 √D、K层
3、理论研究证明，多电子原子中，同一电子层的电子， 能量也可能不同，还可以把它们分成不同的原子轨道，第 三电子层有3种原子轨道分别为 3s、3p、3d 。
三、原子轨道的伸展方向
C、同是s轨道，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不 相同的
D、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子
四、电子自旋
电子的自旋方式有两种：顺时自旋和逆时自旋。 分别用↑和↓表示。
﹛自旋平行： ↑↑
电子自旋状态 自旋相反： ↑↓
注：每个原子轨道最多只能排布两个自旋相反的电子。
五、原子轨道的能量比较规律
不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收 或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种 元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原 子光谱。
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
（5）光谱分析：
在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来 鉴定元素，称为光谱分析。
（6） 光谱分析的应用： ①通过原子光谱发现许多元素。
六、原子核外电子排布的表示方法
4、外围电子（价电子）排布式：
钠 Na的外围电子排布： 3s1 以教材后所附的元素周期表中所列各元 素的外围电子排布为准
六、原子核外电子排布的表示方法
5、轨道表示式：
书写格式： ①元素符号； ②轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨道 连在一起)； ③电子及自旋状态(↑、↓)。
七、基态与激发态、光谱
（1）基态原子：处于最低能量的原子叫基态 原子。 （2）激发态原子：当基态原子的电子吸收能 量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态 原子。
（3）基态与激发态的关系
吸收能量
基态原子
激发态原子
释放能量
吸收能量
1s22s22p63s2
1s22s22p63s13p1
释放能量
（4）原子光谱:
一、原子核
外电子排布
本 遵循的原理 课 和规则 学
原子泡核利外不电相子容在原排理布时要先 占有能量低的轨道，然后再 依次洪进特入规能则量较高的轨道， 这样使整个原子处于最低的
习 了
二、原子原核子核外能电量电子状子在态排能。布量式相同的各个轨
外电子排道布上排布时，电子尽量分占不同的
的表示式原子轨道，轨且道自表旋示状式态相同，这样
➢第4电子层：有4种形状的轨道，分别记作4s，4p，4d，4f。
➢第5、6、7电子层依此类推。
小结：原子轨道的表示方法
n
12
3
4
电子层
第一 第二
第三
第四
原子轨道 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
原子轨道种类数 1 2
3
4
结论：各电子层所包含的原子轨道的种类数等于
电子层序数，即第n层就有n种原子轨道。
回顾总结：原子核外电子的运动特征
2、只可用统计图示的方法描绘电子在核外空间出现的概率。
该统计图示即电子云——好像带负电荷的云雾笼罩在原 子核周围，人们形象的称为电子云。
小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出现的机 会大小。
（1）电子分层排布的依据是什么？
（2）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样 吗？运动区域的形状一样吗？
练习:画出下列元素的轨道表示式: C： Na：
N：
Mg：
练习:画出1~36号元素的轨道表示式。
以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。
结构示意 图
电子排布式
电子排布图 （轨道表示式）
铁原 子
1s22s22p63s23p63d64s2
铁离 子
1s22s22p63s23p63d5
3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息?
小结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
电子层
原子轨道类型
原子轨道 的种类数
原子轨道 数目
可容纳 电子数
1
1s
1
1个
2
2
2s 2p
3
3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f
n
_
2
(1+3)
4个
8
3
(1+3+5)
9个
18
4
(1+3+5+7)
16个
32
n
n2
2n2
1、4d轨道中最多容纳电子数为
表示电子云在空间的伸展方向，与能量无关。伸展方向 决定该种类型原子轨道的数目。每个原子轨道最多可以 容纳2个电子。
s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道，可容纳2个电子。
p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，所以p轨道含3个轨 道：px、py、pz，可容纳6个电子.
d轨道有5个伸展方向，即5个轨道，可容纳10个电子。 f轨道有7个伸展方向，即7个轨道，可容纳14个电子。
回顾总核结外：电原子子的核运外动电特子征的运动特征
核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永不停止的运 动。不遵循宏观物体的运动规律（不能测出在某一时刻的 位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。
①、电子具有波粒二象性，不遵循经典的力学理论， 遵循量子力学规律。 ②、没有固定的运动轨迹，也无法测出某一时刻具 体位置，遵循概率分布统计规律。
不同类型的原子轨道分别是什么形状
概率分布图 (电子云)
电子云轮廓图的制作过程 原子轨道
（1）s轨道的形状 ——球形 ns能级的各有1个轨道,呈球形
（2）p轨道的形状 ——纺锤形（哑铃形）
np能级的各有3个轨道,呈纺锤形， 3个轨道相互垂直。
（3）d轨道的形状 ——花瓣形
五、电子云与原子轨道
• 2. 原子轨道
电子层序 数（n）
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
PQ
离核越来越远，能量越来越高
二、原子轨道（也叫电子亚层）
——物理意义：表示电子云的形状
同一电子层上的电子能量不一定相同；处在同一电 子层的电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动
1、原子轨道（又叫能级） （1）定义：电子云的轮廓图称为原子轨道 （2）类型：人们用s，p，d，f表示不同形状 的轨道。轨道类型不同，轨道的形状也不同。
（3）S （4）35Br （5）29Cu （6）24Cr
。 。 。 。
能层低的能级要 写在左边，不能 按填充顺序写
写出第四周期元素的原子核外电子排布式
特例：
能量相同的的各个轨道在全满s2 p6 d10 f14、半满s1 p3 d5 f7和全空s0 p0 d0 f0状态时，体系能量较低，原子 较稳定。
（3）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为 2n2（n为电子层数）？
描
述 原
电子层（能层）
子
核