4.3 原子核外电子排布 课件-2025-2026学年高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册

第 4 章 原子结构和化学键 4.3 核外电子排布 沪科版（2020）必修一 1 目 录 电子排布的规律 结构示意图和电子式 01 02 核外电子排布与元素周期律 03 2 本课学习目标 了解核外电子运动的特点，理解核外电子排布的规律 学会书写原子和离子的结构示意图和电子式 运用原子结构解释元素性质的递变规律 3 核外电子排布的规律 壹 新课导入 电子带负电荷，质量仅为 9.109×10-31 kg，而原子内部大部分是空的，那么电子在原子内“广阔”的空间里是怎样运动的呢？ 新课导入 科学研究表明，通常在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。在含有多个电子的原子中，电子在原子核外离核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分层排布。 思考 1. 原子核带正电，核外电子带负电，为什么电子没有被原子核吸引过去？ 2. 电子的运动是否有确定的轨道？ 电子处于不断运动中 核外电子运动的特点 无规则绕核运动 一、核外电子排布的规律 　 一、核外电子排布的规律 　 电子层（n） 1 2 3 4 5 6 7 字母表示 K L M N O P Q 能量 低 高 电子层 电子离原子核的距离：近 远 电子的能量： 小 大 一、核外电子排布的规律 　 电子排布规则​ 泡利不相容原理： 在任何一个原子中，不可能存在四个量子数完全相同的电子。这是基于量子力学的波函数性质，由于波函数的对称性和反对称性，使得相同量子数的电子相互排斥，确保每个电子都有独特的量子状态，维持原子结构的稳定。 洪特规则： 在等价轨道（相同能量的轨道）上排布的电子将自旋方向相同。在同一能级的不同轨道上，电子优先以自旋方向相同的方式占据不同轨道，这样可使原子的能量较低，体系更稳定。例如，碳原子的电子排布为 1s²2s²2p²，2p 能级的三个轨道（2px、2py、2pz）上各有一个电子且自旋方向相同。 一、核外电子排布的规律 　 能量最低原理： 在任何一个原子中，电子总是优先排布在能量最低的轨道上。电子自然倾向于占据能量最低、最稳定的轨道，以保持整个原子的能量最低状态，符合自然界能量最低原则。如氢原子的单个电子优先占据 1s 轨道。 电子排布规则​ 铜原子的核外电子排布 氢原子的核外电子排布 一、核外电子排布的规律 　 画出Mg、K、Ca、Fe原子的原子结构示意图： 一、核外电子排布的规律 　 原子核外电子的分层排布 观察核外电子的排布规律 稀有气体元素原子的核外电子排布 各电子层的电子数   K L M N O P 2He(氦) 2           10Ne(氖) 2 8         18Ar(氩) 2 8 8       36Kr(氪) 2 8 18 8     54Xe(氙) 2 8 18 18 8   86Rn(氡) 2 8 18 32 18 8 各电子层最多可容纳的电子数为2n2个（n代表电子层数） 若M层为最外层时，还能容纳18个电子，则 第19号元素钾：（2,8,9） 第20号元素钙：（2,8,10） × 当M层为最外层时，只能容纳8个电子 最外层电子数不超过8个，K层为最外层时不超过2个 一、核外电子排布的规律 　 一、核外电子排布的规律 　 多电子原子核外电子的排布主要遵循如下规律： 1. 各电子层最多可容纳的电子数为 2n 2 （n 代表电子层数），例如，K 层（n=1）最多容纳 2×12 =2 个电子，M 层 （n=3）最多容纳 2×32 =18 个电子。 2. 最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时则不超过 2 个）。当最外层电子数达到 8（K 层为 2）时，就达到第 18 族（稀有气体元素）的稳定结构。 3. 次外层电子数不超过 18，倒数第三层电子数不超过 32。 一、核外电子排布的规律 　 元素的化学性质与原子的最外层电子排布密切相关。 金属元素原子最外层电子数较少，在化学反应中容易失去这些电子，使次外层变为最外层，达到稳定结构 非金属元素原子最外层电子数比较多，反应时容易得到电子，使最外层达到 8 个电子的稳定结构 稀有气体元素原子最外层已达稳定结构，它们既不易得电子，也不易失电子，所以化学性质稳定。 结构示意图和电子式 贰 二、结构示意图和电子式 　 原子的核外电子排布可以用原子结示意图（图 4.22）简明地表示。 图 4.23　第 3 周期元素原子的电子式 图 4.22　碳原子的结构示意图 我们常在元素符号周围用小黑点（或 ×）来表示元素原子的最外层上的电子，这种图式称为电子式。 二、结构示意图和电子式 　 16号硫原子 16 第1层 第2层 第3层 K层 L层 M层 原子核 原子核带正电 2 8 6 ＋ 原子结构示意图中，核电荷数等于核外电子数 核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 二、结构示意图和电子式 　 离子是原子得到或失去电子后形成的微粒，故也可用结构示意图和电子式来表示，如图 4.24 所示。 图 4.24　氧离子、钠离子的结构示意图和电子式 二、结构示意图和电子式 　 常见元素原子结构示意图 钠原子 镁原子 16 硫原子 氯原子 常见元素离子结构示意图 钠离子 镁离子 硫离子 氯离子 核外电子排布与元素周期律 叁 三、核外电子排布与元素周期律 　 为什么元素的性质会随着原子序数的递增呈现周期性变化呢？ 原子序数的递增 元素原子的最外层电子数增加 每隔一定数目的元素，电子层数也在增加 元素原子核外电子排布的周期性变化引起了元素性质的周期性变化。元素周期表中，元素就是按核电荷数和原子核外电子排布的周期性变化进行排列的。 三、核外电子排布与元素周期律 　 同周期元素的原子半径随原子序数的递增依次减小 同主族元素的原子半径随原子序数的递增依次增大 同周期元素原子的电子层数相同，随着原子序数增大，原子的核电荷数增多 原子核对最外层电子的吸引力增大，因而原子半径逐渐减小 同主族元素的原子半径主要取决于电子层数，从上到下，原子的电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的吸引力减弱，因而原子半径逐渐增大。 三、核外电子排布与元素周期律 　 结构 性质 决定 金属元素 →最外层电子数较少 →容易失去最外层电子 非金属元素 →最外层电子数较多 →容易得到电子 稀有气体元素 →已达稳定结构 →性质稳定 金属性强 惰性气体 非金属性强 三、核外电子排布与元素周期律 　 同主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，因而元素的金属性增强，非金属性减弱。 同周期元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，因而元素的金属性减弱，非金属性增强。 课堂小练 C 1．某元素原子的最外层电子数为4，则其核电荷数可能为（　　）。 （A） 4 （B） 8 （C） 14 （D） 18 2．下列物质的电子式书写正确的是 （ ） A． B． C． D． A 课堂小练 【详解】A．水是共价化合物，O与每个H共用1对电子，其电子式为 ，故A正确； B．氯化钠是离子化合物，钠离子和氯离子存在离子键，其电子式为 ，故B错误； C．二氧化碳是共价化合物，碳与每个氧共用两对电子，其电子式为 ，故C错误； D．氨气是共价化合物，氨气分子中N、H原子间共用1对电子对，氮原子需满足8电子稳定结构，电子式为 ，故D错误； 答案为A。 2.答案解析： 【答案】A 感 谢 您的观看 28 $$