核外电子排布式填充顺序图

挑战十五分钟，给你讲透核外电子分层排布规律，记住这个口诀，一滴四不超！话不多说，点赞关注，我们一起来学习。 ok， 各位同学，我们今天一起来学习一下电子排布规律啊，那么在我们人教版必修一的最后一章啊，它其实涉及到的是一些结构化学的前置内容， 我们会理解原子结构电子排布，包括表率件这些内容啊，这些内容呢，都是属于我们微观结构化学这方面的一些知识铺垫，所以这部分内容很重要啊，它会影响你高二的一些基础内容的学习。还有就是我们在高一 了解这些内容的时候，也有助于我们去理解更多的一些元素性质啊和一些递变规律，所以我们在电子排布规律这块，它是一个非常重要的先行内容啊，我们先来一起学习一下， 那首先我们先回忆一下，原子是由原子核和核外电子构成的，那原子核呢？它很小，它在整个原子结构当中的话，它的直径大概就是原子整个直径的万分之一到十万分之一这个量级，所以原子它虽然很小，但它外部基本上都是空的 啊，那么在这个空的区域内运行的是什么呢？就是我们的电子，所以核外电子它是绕核做高速运动的啊，你可以理解为像我们的这个卫星一样，但是 它跟卫星不一样的是，卫星是有稳定的轨道的，那么我们的电子呢，它本身是没有稳定的轨道，也没有特别稳定的运动状态，就是我没有办法预测啊，所以呢，当我们去观察电子的时候，我们只能知道 它大概存在的一个区域，但是它的运动状态，运动速度，包括我们对应的位置都没办法准确去进行描述。我们就说是电子在核外绕着核做高速的无规则运动啊，它的速度几乎是接近光速的啊， 然后呢，如何描述核外电子的运动呢？哎，科学家其实就想到了一个比较好的方法，什么呢？我们只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少，对吧？你想电子，你想电子，它再无规则运动啊，它也不可能跑到原子外，对吧？它在原子内应该还是有一定的活动区域，所以我们就怎么样呢？我们采用这种电子云的 这种方式，形象的描述电子的运动啊。电子云是什么呢？就是我们对着这个电子咔咔咔给他拍照啊，然后呢，高速摄像机拍很长一段时间，那这个高速摄像机拍下来的这些底片一叠放，哎，我们就发现这个电子呢， 哎，这一秒在这个地方，下一秒跑到这个地方，他就会出现一个电子出现区域的一个形状啊，那这个形状的话呢，就是我们对应 电子在河外运动的一个基本区域啊，我们会发现不同能量状态的这个电子啊，在河外运动的时候是有不同的这个区域的，哎，有一个非常重要的规律啊，什么规律呢？ 就是我们电子在核外可以近乎认为是分层排布的，这个我们在初中已经了解过了，对不对？那么就是电子层啊，根据电子的能量差异，通常运动区域离核远近不同，那么将能量不同的电子运动区，我们称为电子层。在这个地方大家已经有前置的一个认知了，但是我想提的一点是什么啊？给大家再明确一下， 我们离核越近的电子啊，越近，那么它的能量是越低的啊，离核越远的电子，它的能量是越高的， 所以呢，当我们电子能量不一样的时候啊，它在原子当中呢，它的这个电子层不同，电子层存在的位置是不一样的， 所以这个就是我们对应电子层的一个基础理解。那么在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。再强调一遍啊，离核越近能量越低，离核越远能量越高。那么人们把不同区域简化为不连续的壳层，我们称为电子层啊，这个 这个字念是是念俏还是念可儿啊？有没有这个专业的老师可以给我指出来一下，我一般是读成可儿层啊。那么这些层的话呢，我们有一个新的说法啊，叫做 k l m n o p q 啊，不像我们以前说的第一层，第二层啊， 你看这个我们现在的学习是什么样的呢？哎，就是把一个你本来都了解都会的啊，就大家一听就懂的一个东西呢，描述成你不太了解的，好像不太会，一听没那么直接能容易懂的东西啊，但其实是一样的 好，我们就叫 k l m n o p q 层啊，总共是这七层，那么这七层呢，对应的记忆大家记住啊，第一层是 k 层啊，如果你不太好记的话，你就记这个烤冷面啊，什么叫烤冷面呢？ k l m 对 吧？ k l m 这是它前三层啊，而我们短周期当中呢，主要用到的也是前三层，所以我们记住 k l m 层的一个描述。那么 我们了解到啊，核外电子的运动特点呢，不像行星绕太阳有这个稳定的轨道，但它有经常出现的区域啊，所以我们首先先记一个关键词，叫做 e、 d 啊， 这些区域的分布来说的话呢，那么电子啊，它其实在运动的时候，尽可能会保证一个能量比较低的状态啊，低能量状态，因为我们都知道 高能量意味着不稳定啊，那你既然处于一个比较稳定的这个状态的话，你是属于一个什么呢？叫做低能量状态，低能量状态，那也就是说电子尽可能的由我们的这个内层 向外层排布啊，也就是说由能量低的这个电子层向能量高的电子层进行排布， 这个是非常简单的啊，那叫一滴啊一滴，我们电子排布的时候先排什么呀？先排内层，因为内层能量低啊，好，那一滴完了以后，我们还有什么样的一个核外电子排布规律呢？我们先来看一下，当我们排完内层以后，我们会发现，如果内层容纳不下，我们逐渐向外层进行扩展啊， 扩展的时候有什么样的规律呢？像我们如果是分层去分析它们容纳的电子数，我们会发现这样一个规律， k 层 看 k 层，无论你这个电子是多是少，那么我们 k 层最多容纳几个电子呢？我们会发现 k 层最多容纳两个电子。 然后呢，我们看 l 层啊，由上到下，因为我们都是稀有气体啊，它这些电子层是排满的状态，那么 l 层呢，它是最多容纳八个电子啊， m 层的最多容纳十八个电子啊， n 层的最多容纳三十二个电子，有没有发现一个什么规律？ 大家在数学当中呢，可能会找一些这个数的一些规律，对吧？来看一看啊，第一层最多容纳两个，第二层最多容纳八个，第三层最多容纳十八个，第四层呢，最多容纳三十二个。 好，那这个数的规律是这样的，每层我们叫做最多容纳的电子数是多少呢？哎， 最多 k 层为最外层时呢，我们这个 k 层可以容纳两个啊，如果是我们 l 层最多容纳八个啊， m 层呢，最多容纳十八个。所以我们会发现啊，首先我们每一层最多容纳的电子数是二乘 n 的 平方个， 二乘 n 的 平方根是什么呢？如果你是第一层， n 就是 一啊，就是最多容纳两个，如果你是第二层，那么 n 就是 二啊，最多容纳八个，对吧？第三层呢，最多容纳二乘三的平方就是十八个。第四层 二乘四的平方十六个，所以我们可以预测一下啊，如果是 o 层，最多容纳二乘五的平方啊，就是五十个。如果是 p 层呢？哎，他这一层最多容纳的是多少 是多少个？二乘六的平方是七十二个。好，所以我们先记第一个规律啊，那么各电子层最多容纳二乘 n 的 平方个电子啊，然后我们再观察他这个电子排布当中的一些规律，我们看到这些稀有气体当中呢，对应的最外层，哎，他都是 这个二和八，对吧？如果只有一层的时候，最外层是有两个啊，那么如果是两层级以上的时候，他最外层呢？是八个 啊，那么他的次外层呢？次外层我们会发现啊，不超过十八个，对吧？他最多就是十八个啊，然后再次外层呢，不超过三十二个啊，所以我们会得到三个规律，这三个规律是什么呢？ 最外层电子数不超过八个电子啊，因为 k 为最外层是不超过两个，也就是只你只有一层的时候是不超过两个。如果你是两层级以上，最外层是不超过八个，那么次外层不超过十八个电子。这就是 我们对应的核外电子排布的一个规律啊，我们现在把之前讲的所有的规律总结成五个字，叫做 e d。 四不超，什么意思呢？哎， e d 就是 我们核外电子能量由低到高进行排列啊，四不超呢， 我们每层不超过二乘 n 的 平方个啊，最外层不超过八个，次外层不超过十八个，再次外层不超过三十二个。然后我们需要注意啊，以上三条规律是相互制约的啊，相互制约没有任何一条零下于其他之上，当核外电子进行排布的时候，他们都需要满足才可以啊。我们来看几个例子啊。首先从原子结构示意图上来说呢，我们看一下捺 啊，这个非常简单，对吧？它的这个元素我们需要去表示一下，就是这个粒子符号。然后原子核内呢，它是有十一个质子，核内质子数我们需要标出来，而核外电子呢，我们需要标注对应的电子层， 以及我们对应每层上的电子数啊。好，那如果我们看一下我们不太熟悉的一些元素，比如说像假元素，假元素，我们来观察一下它的这个核外电子排布的规律啊，它是二八八一， 你看我们知道第一层排两个，第二层排八个啊，那第三层按道理讲，我们十九号元素应该排九个呀，但是如果他排了九个，他就违反了其中一条规则，叫做最外层不超过八个啊，所以我们最外层不超过八个，我们就只能把它拆开，我们要把九拆开的话，对吧？我是拆成多少呢？我可以拆成八加一 啊，那么我们可以先在内层排八个，外层再排一个啊，因为我们一低啊，对吧？优先排内层啊，因为内层能量更低，所以我们次外层排了八个，最外层排一个，这样呢，我们就是说 最外层不超过八个，次外层不超过十八个。哎，非常好的满足了我们对应的一个电子排布的规律啊，每层不超过二乘 n 的 平方个啊。然后呢，我们再来看一下 c 啊，你看这个其实就稍微有一点难了，对吧？它是三十四号元素啊，三十四，我们先排内部两层啊，分别是二 八，然后呢，我们还差二十四个电子，二十四个电子，我们这个可以先尝试一下，比如说如果我次外层是十八个，对吧？因为次外层不超过十八个啊，如果我次外层排了十八个，那我最外层是排多少呢？ 最外层不超过八个，那现在呢？我已经排了二十八个，还有六个啊，所以我剩下的六个电子呢，排在最外层，最外层不超过八个，满足次外层不超过十八个满足，每层不超过二十万的平方个满足，然后电子尽可能的由低到高进行排列，二八十八， 对吧？我第三层最多排十八个，我排了十八个啊，那也就是说我处于一个能量比较低的状态，一低四不超啊，它整个的一个状态呢，电子排布就是二八十八六，那你能不能是二八十九五呢？不行， 因为他就违反了次外层不超过十八个啊，那你能不能二八十七七呢，对吧？你如果是二八十七七， 你其中有一个电子本来是能可以在这个次外层的，你非给他排到最外层，他就违反了什么？能量尽可能较低啊，就是能量由低到高级性排列，对吧？我们尽可能先排内层啊，所以这几个规律，大家会发现一滴四不超啊，咱们需要去非常严谨的啊，去互相印证啊。 然后呢，我们再来看一下，看一个点啊，大家可以尝试写一下这个点啊，他是五十三号元素，五十三号怎么去排呢？这个数字更大了，对吧？那如果是五十三号的话， 我们先想啊，大家依然按照规律啊，第一层最多排两个，第二层最多排八个，第三层最多排十八个啊，这已经排了二十八个了啊，那我们还有多少呢？我们还有二十五个，二十五个再往前来说的话，我们再次外层 还是十八个，在次外层是在最外层是七个啊，这样的话能够构建二十五个，那你说老师你为什么不能直接在最外层排二十五个呢？你排二十五个就超过了最外层不超过八个，这个规则啊， 所以我们这样排的时候，大家会顺其自然的想到啊，如果我后续二十五个电子可能要排两层，那我次外层不超过十八个，我可以先把其中十八个放在次外层，然后看剩下的七个 啊，排在最外层，这样我们就可以找到啊点的电子排布，所以它呢，首先每层不超过二乘 n 的 平方个，最外层不超过八个，次外层不超过十八个，再次外层不超过三十二个，而且我是尽可能由低到高进行排列的 啊，也就是说你先排满基本上内层确定的几个层，然后把剩余的电子尽可能由内层去进行承接啊，然后呢，内层不超过十八个，在外层不超过八个，满足这些规则啊，一滴四不超，那我们就可以把这个原子结构和它的这个电子排布非常顺利的写出来啊。 然后我们再来看一下，其实大家在真正考试的时候不太会写这些东西啊，大家只要了解这个规律就可以，你一般写的是短周期元素，而短周期元素我们都很熟悉啊，我们再来回顾一下我们常见的短周期元素的一些电子排布的一些特例啊。首先第一个最外层电子数是次外层电子数的两倍 哎，如果我们要找这个的话啊，那最是次外层电子数的两倍，次外层电子数，而且我们是在短轴期当中，它最少要有两层侵蚀，我们肯定就不考虑了啊。然后从里皮膨碳，哎，我们会发现碳的话呢， 他是二四的结构啊，最外层是次外层的两倍，对吧？那么我们再来想一下，有没有其他的啊？最外层是次外层的两倍，如果我现在这个最外层是三层啊，次外层是二八，那有没有可能最外层是次外层的两倍 啊？二八十六，有没有这种不？不行，对吧？因为最外层最多就是八个啊，最外层最多就是八个，对吧？最外层不超过八个吗？所以他呢就只有一个碳啊，是合适的。然后我们再来看一下，最外层电子数是次外层的三倍啊，那这个我们能想到的应该就是八号元素啊，也就是氧。 好，那最外层电子数等于最内层电子数啊，这个可以是什么呢？可以是 p 元素啊，那也就是说我们的正四号最外层是二次，呃，最内层也是二，也可以是什么呢？也可以是我们的二八二的结构，也就是十二号元素啊，就是我们的镁元素。好，所以它呢可以是二八二的结构。最外层电子数呢，等于最内层电子数啊，这是我们的主族元素， 然后我们常见的一些短周期元素，它的电子排布大家需要比较熟悉啊，当然也不排除它可能会考你一些长周期的元素，所以我们一定要理解好一滴四不超它的核心啊， 我们就再看一眼啊，这个是最外层不超过八个，四外层不超过八，呃，十八个，再四外层不超过三十二个，每层不超过二层的平方个，然后呢，电子由低到高逐次排列啊，然后最后给大家两个非常简单的小题，大家可以看一下啊，小试牛刀，来尝试做一做。 好，那最后呢，我们再总结一下啊，就是一滴四不超啊，这个呢，我已经说了很多遍了啊，大家可以自己去找一些常周期元素，尝试去写一写， 但是我们给大家预告一下，其实大家在写副族元素的时候，你会发现有些的这个电子啊，排布好像不太满足，一 d 四不超啊，比如说像我们的铁元素啊，像铁的话呢，是二 八铁，是二十六号元素啊，挨完内层的十个电子以后呢，我们其实还有十六个电子啊，但是他十六个电子是十四二，哎，你大家可能会说啊，老师，这个不应该是十五一吗？对吧？啊，这个最外层不超过八个，次外层不超过十八个，他这其中为什么外层有两个而不是一个呢？ 啊，这其中其实我们就会涉及到，呃，这个在高二要学习的能级交错啊，所以在咱们现在呢，咱们先了解一下就可以啊，我们可以先写主族的长周期元素啊，去练一练就可以。好吧，那么当然呢，这些内容大家的学习认知是逐渐建立的啊，将来呢，我们都会想到。