第1章 第1节 2 核外电子排布
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2
核外电子排布
1．在含有多个电子的原子里, 能量低的电子通常在_______
的区域内运动，能量高的电子通常在_________的区域内运动，
也就是说核外电子是___________。
离核较近
离核较远
根据已有知识，你认为相对于宏观物体的运动，电子的运
动有什么特点？
分层排布的
答案：电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征：(1)质
量很小(9.109×10－31kg)；(2)带负电荷；(3)运动空间范围小(直
径约 10－10 m)；(4)运动速度快(接近光速)，因此电子的运动特征
就与宏观物体的运动有着极大的不同——它没有确定的轨道。
对于多电子原子，核外电子总是分层运动的，也可以说核
外电子是分层排布的，由内到外分为 7 层，离核由近到远，能
量由低到高。能量高低是电子层划分的依据。
结构示意图
2．我们用原子_______________来简明地表示电子在原子
核外的分层排布情况。原子结构示意图中小圈表示_______，圈
内数字表示_________，弧线表示________，弧线上的数字表示
__________________。
原子核
质子数
电子层
电子层上的电子数
与原子结构示意图一样，离子结构示意图可以表示离子的
核外电子排布，但原子结构示意图中核内质子数等于核外电子
数，离子结构示意图中核内质子数不等于核外电子数：阳离子
核外电子数小于核内质子数，阴离子核外电子数大于核内质子
数，如钠离子结构示意图为Na＋
，硫离子结构示
意图为S2－
。
最外层
负
3．元素化合价的数值，与原子的电子层结构特别是_______
________有关。稀有气体元素通常表现为___价，在化合物中，
金属元素通常表现为___价，非金属元素通常表现为___价。
电子数
0
正
1．核外电子排布的规律
(1)电子是在原子核外距核由近及远、能量由低到高的不同
电子层上分层排布；
(2)每层最多容纳的电子数为 2n2(n 代表电子层数)；
(3)电子一般总是尽先排在能量较低的电子层里，即最先排
第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等；
(4)最外层电子数不超过 8 个(第一层为最外层时，电子数不
超过 2 个)；次外层电子数不超过 18 个；倒数第三层电子数不
超过 32 个等。
2．原子最外层电子数与元素的性质及化合价的关系
(1)元素的化学性质主要由最外层电子数决定；
(2)稀有气体元素的原子最外层电子数为 2 或 8，是稳定结
构，化合价通常为 0 价；
(3)金属元素原子最外层电子数<4，易失去电子，通常显正
价，表现还原性；
(4)非金属元素原子最外层电子数≥4，易得到电子，通常
显负价，表现氧化性。
3．1～20 号元素原子结构的特殊性
(1)原子核内无中子的原子： H；
(2)最外层只有 1 个电子的原子：H、Li、Na、K；
(3)最外层有 2 个电子的原子：He、Be、Mg、Ca；
(4)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；
(5)最外层电子数是次外层电子数的 2 倍的原子：C；
(6)最外层电子数是次外层电子数的 3 倍的原子：O；
(7)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；
(8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子：Li、Si；
(9)最外层电子数是次外层电子数 4 倍的原子：Ne。
分子 离子
一核 10 电子 Ne
N3－ 、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋
两核 10 电子 HF
OH－
三核 10 电子 H2O －
NH2
四核 10 电子 NH3
H3O＋
五核 10 电子 CH4 ＋
NH4
4．常见的 10 电子微粒和 18 电子微粒
(1)常见的 10 电子微粒
分子 离子
一核 18 电子 Ar
K＋、Ca2＋、Cl－、S2－
两核 18 电子 F2、HCl HS－
三核 18 电子 H2S —
四核 18 电子 PH3、H2O2 —
(2)常见的 18 电子微粒
得到
氧化
例1.某元素原子的最外层电子数为次外层电子层数的 3 倍。
(1)该元素原子的简单离子的结构示意图为___________。
(2)该元素在化学反应容易______电子，通常显_____性。
由此可确定其原子结构示意图为
，故该元素为氧元素，
氧离子的结构示意图为
。氧元素最外层有 6 个电子，
在反应中容易得到电子，显示氧化性。
解析：根据原子核外电子排布规律：若该元素有3 个或3
个以上的电子层，则最外层电子数必大于 9，这与“原子最外
层电子数不能超过 8 个”相矛盾，故该元素应该有 2 个电子层。
例2.根据下列原子结构示意图，你认为化学性质最稳定的
是(
)。
B
解析：最外层达8 电子(只有一个电子层时为2 电子)时化
学性质最稳定，故B 正确。
例3.通常情况下，微粒 A、B 为分子，C、E 为阳离子，D
为阴离子，它们都含有 10 个电子；B 溶于 A 后所得的物质可电
离出 C、D；A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。
请回答：
(1)用化学符号表示下列 4 种微粒：A.______、B._____、
C.______、D.______。
H2O
NH3
NH4
＋
OH－
(2)写出 A、B、E 三种微粒反应的离子方程式：________
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
1. 有人说：不易失电子的原子一定容易得电子。你认为对
吗？为什么？
答案：不对。不容易失电子的原子有些确实容易得到电子
如氯、氧等，但氦、氖等稀有气体的原子不容易失电子也不容
易得到电子。
2.根据钠原子的结构示意图
，判断下列说法
错误的是(
)。
B
A．钠原子核外有 3 个电子层
B．钠原子在化学反应中容易得到电子
C．钠原子最外层只有一个电子
D．钠原子的核电荷数为 11
解析：根据钠原子的原子结构示意图可知，钠原子的核电
荷数为 11，核外有 3 个电子层，最外层上有 1 个电子。由于最
外层上只有 1 个电子，小于 4，根据原子最外层电子数与元素
的性质的关系可知，钠原子在化学反应中容易失去 1 个电子，
作还原剂。
n 值 10 7 8 9 11 12
微粒名称
微粒符号
F－
3. 现有
微粒结构示意图，试填表，当 n 取不同值
时相对应的微粒名称和符号。
氖
氮离子
氧离子
氟离子
钠离子
镁离子
Ne
N3－
O2－
Na＋
Mg2＋
4. 下图是某同学画的 6 种微粒的结构示意图，请同学们认
真批改，指出其中的错误。
答案：a 中，根据电子总是尽先排布在能量较低的电子层
里，应该是先排满第一层，再排第二层，第一层最多可以容纳
两个电子，剩下的一个排在第二层，应为 2、1，错误；b 中，
第三层最多可以容纳 18 个电子，但是在此结构中，第三层同时
是最外层，最外层所容纳的电子数不能超过 8 个，应为 2、8、
8、1，错误；c 中，第二层最多容纳 8 个电子，应为 2、8、7，
错误；d 中，第三层最多容纳 18 个电子，应为 2、8、18、8，
错误；e 中，S2－的核外电子数为 18，应为 2、8、8，错误；f
中，Mg2＋的核外电子数为 10，但核内质子数仍然应该为 12，
而不是 10，错误。
内容特点
本节包括两部分内容：原子核
核素和核外电子排布。
借助卢瑟福α粒子散射实验和初中所学原子结构知识，借助
必修 1 所学假说、模型这两种研究方法，教材对原子的构成进
行深入研究，明确了构成原子的微粒间的数量关系；在此基础
上学习元素、核素、同位素概念，通过分析氕、氘、氚等同位
素原子，进一步深化学生对原子结构的认识。
由于核外电子在化学反应中起着关键作用，因此教材对核
外电子的运动规律做了重点研究，明确了符合前 18 号元素的核
外电子排布规律，并用原子结构示意图简明地表示出了电子在
原子核外的分层排布情况；元素的性质与原子的电子层结构特
别是最外层电子关系密切，因此教材总结出了最外层电子数与
原子得失电子、元素的化合价等元素性质的关系。
教学指要
初中学生已经知道了原子由原子核和核外电子构成的，但
不知道原子核的构成和电子的运动规律，因此在新课前可引导
学生先回忆初中所学知识，再借助多媒体演示卢瑟福α粒子散射
实验，引起学生的思考并激发学生的学习兴趣，对整节课的学
习十分有益。具体建议如下：
1．“原子核
核素”的重点和难点是理清构成原子的各微
粒间的关系。要利用好 P3“交流·研讨”，让学生分析表中数据，
找出构成原子的微粒间的关系以及质量数和相对原子质量的关
系，以突破本节的重难点；另外本知识模块涉及假说、模型两
种科学研究方法，要引导学生体验这两种方法在化学研究中的
重要应用；在学习构成原子的微粒间的关系时，要引导学生掌
握阴、阳离子的质子数、中子数、质量数、核电荷数、核外电
子数的关系。
2．“核外电子排布”的重点是核外电子的排布规律。学习
本模块知识宜先复习初中所学核外电子知识，然后给出核外电
子排布规律，引导学生画出 1～18 元素的原子结构示意图；建
议画出原子结构示意图后，再画出重要的阴、阳离子的结构示
意图，并引导学生分析、总结出元素的性质与最外层电子数之
间的关系。
2
核外电子排布
1．在含有多个电子的原子里, 能量低的电子通常在_______
的区域内运动，能量高的电子通常在_________的区域内运动，
也就是说核外电子是___________。
离核较近
离核较远
根据已有知识，你认为相对于宏观物体的运动，电子的运
动有什么特点？
分层排布的
答案：电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征：(1)质
量很小(9.109×10－31kg)；(2)带负电荷；(3)运动空间范围小(直
径约 10－10 m)；(4)运动速度快(接近光速)，因此电子的运动特征
就与宏观物体的运动有着极大的不同——它没有确定的轨道。
对于多电子原子，核外电子总是分层运动的，也可以说核
外电子是分层排布的，由内到外分为 7 层，离核由近到远，能
量由低到高。能量高低是电子层划分的依据。
结构示意图
2．我们用原子_______________来简明地表示电子在原子
核外的分层排布情况。原子结构示意图中小圈表示_______，圈
内数字表示_________，弧线表示________，弧线上的数字表示
__________________。
原子核
质子数
电子层
电子层上的电子数
与原子结构示意图一样，离子结构示意图可以表示离子的
核外电子排布，但原子结构示意图中核内质子数等于核外电子
数，离子结构示意图中核内质子数不等于核外电子数：阳离子
核外电子数小于核内质子数，阴离子核外电子数大于核内质子
数，如钠离子结构示意图为Na＋
，硫离子结构示
意图为S2－
。
最外层
负
3．元素化合价的数值，与原子的电子层结构特别是_______
________有关。稀有气体元素通常表现为___价，在化合物中，
金属元素通常表现为___价，非金属元素通常表现为___价。
电子数
0
正
1．核外电子排布的规律
(1)电子是在原子核外距核由近及远、能量由低到高的不同
电子层上分层排布；
(2)每层最多容纳的电子数为 2n2(n 代表电子层数)；
(3)电子一般总是尽先排在能量较低的电子层里，即最先排
第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等；
(4)最外层电子数不超过 8 个(第一层为最外层时，电子数不
超过 2 个)；次外层电子数不超过 18 个；倒数第三层电子数不
超过 32 个等。
2．原子最外层电子数与元素的性质及化合价的关系
(1)元素的化学性质主要由最外层电子数决定；
(2)稀有气体元素的原子最外层电子数为 2 或 8，是稳定结
构，化合价通常为 0 价；
(3)金属元素原子最外层电子数<4，易失去电子，通常显正
价，表现还原性；
(4)非金属元素原子最外层电子数≥4，易得到电子，通常
显负价，表现氧化性。
3．1～20 号元素原子结构的特殊性
(1)原子核内无中子的原子： H；
(2)最外层只有 1 个电子的原子：H、Li、Na、K；
(3)最外层有 2 个电子的原子：He、Be、Mg、Ca；
(4)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；
(5)最外层电子数是次外层电子数的 2 倍的原子：C；
(6)最外层电子数是次外层电子数的 3 倍的原子：O；
(7)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；
(8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子：Li、Si；
(9)最外层电子数是次外层电子数 4 倍的原子：Ne。
分子 离子
一核 10 电子 Ne
N3－ 、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋
两核 10 电子 HF
OH－
三核 10 电子 H2O －
NH2
四核 10 电子 NH3
H3O＋
五核 10 电子 CH4 ＋
NH4
4．常见的 10 电子微粒和 18 电子微粒
(1)常见的 10 电子微粒
分子 离子
一核 18 电子 Ar
K＋、Ca2＋、Cl－、S2－
两核 18 电子 F2、HCl HS－
三核 18 电子 H2S —
四核 18 电子 PH3、H2O2 —
(2)常见的 18 电子微粒
得到
氧化
例1.某元素原子的最外层电子数为次外层电子层数的 3 倍。
(1)该元素原子的简单离子的结构示意图为___________。
(2)该元素在化学反应容易______电子，通常显_____性。
由此可确定其原子结构示意图为
，故该元素为氧元素，
氧离子的结构示意图为
。氧元素最外层有 6 个电子，
在反应中容易得到电子，显示氧化性。
解析：根据原子核外电子排布规律：若该元素有3 个或3
个以上的电子层，则最外层电子数必大于 9，这与“原子最外
层电子数不能超过 8 个”相矛盾，故该元素应该有 2 个电子层。
例2.根据下列原子结构示意图，你认为化学性质最稳定的
是(
)。
B
解析：最外层达8 电子(只有一个电子层时为2 电子)时化
学性质最稳定，故B 正确。
例3.通常情况下，微粒 A、B 为分子，C、E 为阳离子，D
为阴离子，它们都含有 10 个电子；B 溶于 A 后所得的物质可电
离出 C、D；A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。
请回答：
(1)用化学符号表示下列 4 种微粒：A.______、B._____、
C.______、D.______。
H2O
NH3
NH4
＋
OH－
(2)写出 A、B、E 三种微粒反应的离子方程式：________
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
1. 有人说：不易失电子的原子一定容易得电子。你认为对
吗？为什么？
答案：不对。不容易失电子的原子有些确实容易得到电子
如氯、氧等，但氦、氖等稀有气体的原子不容易失电子也不容
易得到电子。
2.根据钠原子的结构示意图
，判断下列说法
错误的是(
)。
B
A．钠原子核外有 3 个电子层
B．钠原子在化学反应中容易得到电子
C．钠原子最外层只有一个电子
D．钠原子的核电荷数为 11
解析：根据钠原子的原子结构示意图可知，钠原子的核电
荷数为 11，核外有 3 个电子层，最外层上有 1 个电子。由于最
外层上只有 1 个电子，小于 4，根据原子最外层电子数与元素
的性质的关系可知，钠原子在化学反应中容易失去 1 个电子，
作还原剂。
n 值 10 7 8 9 11 12
微粒名称
微粒符号
F－
3. 现有
微粒结构示意图，试填表，当 n 取不同值
时相对应的微粒名称和符号。
氖
氮离子
氧离子
氟离子
钠离子
镁离子
Ne
N3－
O2－
Na＋
Mg2＋
4. 下图是某同学画的 6 种微粒的结构示意图，请同学们认
真批改，指出其中的错误。
答案：a 中，根据电子总是尽先排布在能量较低的电子层
里，应该是先排满第一层，再排第二层，第一层最多可以容纳
两个电子，剩下的一个排在第二层，应为 2、1，错误；b 中，
第三层最多可以容纳 18 个电子，但是在此结构中，第三层同时
是最外层，最外层所容纳的电子数不能超过 8 个，应为 2、8、
8、1，错误；c 中，第二层最多容纳 8 个电子，应为 2、8、7，
错误；d 中，第三层最多容纳 18 个电子，应为 2、8、18、8，
错误；e 中，S2－的核外电子数为 18，应为 2、8、8，错误；f
中，Mg2＋的核外电子数为 10，但核内质子数仍然应该为 12，
而不是 10，错误。
内容特点
本节包括两部分内容：原子核
核素和核外电子排布。
借助卢瑟福α粒子散射实验和初中所学原子结构知识，借助
必修 1 所学假说、模型这两种研究方法，教材对原子的构成进
行深入研究，明确了构成原子的微粒间的数量关系；在此基础
上学习元素、核素、同位素概念，通过分析氕、氘、氚等同位
素原子，进一步深化学生对原子结构的认识。
由于核外电子在化学反应中起着关键作用，因此教材对核
外电子的运动规律做了重点研究，明确了符合前 18 号元素的核
外电子排布规律，并用原子结构示意图简明地表示出了电子在
原子核外的分层排布情况；元素的性质与原子的电子层结构特
别是最外层电子关系密切，因此教材总结出了最外层电子数与
原子得失电子、元素的化合价等元素性质的关系。
教学指要
初中学生已经知道了原子由原子核和核外电子构成的，但
不知道原子核的构成和电子的运动规律，因此在新课前可引导
学生先回忆初中所学知识，再借助多媒体演示卢瑟福α粒子散射
实验，引起学生的思考并激发学生的学习兴趣，对整节课的学
习十分有益。具体建议如下：
1．“原子核
核素”的重点和难点是理清构成原子的各微
粒间的关系。要利用好 P3“交流·研讨”，让学生分析表中数据，
找出构成原子的微粒间的关系以及质量数和相对原子质量的关
系，以突破本节的重难点；另外本知识模块涉及假说、模型两
种科学研究方法，要引导学生体验这两种方法在化学研究中的
重要应用；在学习构成原子的微粒间的关系时，要引导学生掌
握阴、阳离子的质子数、中子数、质量数、核电荷数、核外电
子数的关系。
2．“核外电子排布”的重点是核外电子的排布规律。学习
本模块知识宜先复习初中所学核外电子知识，然后给出核外电
子排布规律，引导学生画出 1～18 元素的原子结构示意图；建
议画出原子结构示意图后，再画出重要的阴、阳离子的结构示
意图，并引导学生分析、总结出元素的性质与最外层电子数之
间的关系。