基態(tài)原子的核外電子排布原子軌道

第2課時

基態(tài)原子的核外電子排布原子軌道探究1基態(tài)、激發(fā)態(tài)與光譜研讀教材·自主認(rèn)知1.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子:吸收發(fā)射2.原子光譜:不同元素的原子發(fā)生_____時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素的電子的_________或_________,總稱原子光譜。3.光譜分析:在現(xiàn)代化學(xué)中,利用_________上的特征譜線來_________的分析方法。躍遷吸收光譜發(fā)射光譜原子光譜鑒定元素合作探究·核心歸納(1)原子光譜形成的原因是什么?提示:不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光,從而形成原子光譜。(2)電子躍遷時只吸收能量嗎?提示:不是。電子從低能量軌道躍遷到高能量軌道時吸收能量,從高能量軌道躍遷到低能量軌道時釋放能量。(3)霓虹燈的發(fā)光原理與氫原子光譜相同嗎?提示:基本相同,都是氣體在較高的電壓激發(fā)下發(fā)生電子的躍遷產(chǎn)生的。過關(guān)小練·即時應(yīng)用1.(2015·泰安高二檢測)原子光譜是線狀光譜,是由不連續(xù)的譜線組成的,這表明()A.在原子中只有某些電子能夠躍遷產(chǎn)生光譜B.原子中的電子可以處于某些特定的能量狀態(tài),即電子的能量是量子化的C.原子發(fā)射的光是單色光D.白光可以由多種單色光組成【解析】選B。原子光譜是線狀光譜,也就是由具有特定頻率的光形成的譜線,原子光譜之所以產(chǎn)生這種特定的譜線,是由于電子的能量是量子化的,電子躍遷的始態(tài)和終態(tài)的能級差也是量子化的。2.對充有氖氣的霓虹燈管通電,燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是()A.電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時以光的形式釋放能量B.電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時吸收除紅光以外的光線C.氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D.在電流的作用下,氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)【解析】選A。氖原子中能量較高軌道上的電子以光的形式向外輻射能量躍遷到能量較低的軌道上,所發(fā)出的光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是()【解析】選D。燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時能量以光的形式釋放出來導(dǎo)致的,而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果。探究2核外電子排布規(guī)則研讀教材·自主認(rèn)知1.原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述:(1)電子云。①定義:處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。②含義:用單位體積內(nèi)小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率大小。③形狀。球形啞鈴形一三(2)原子軌道。①定義:電子在原子核外的一個_____________。②意義:表示原子軌道的空間分布。③不同能層所對應(yīng)的能級和原子軌道的情況?？臻g運(yùn)動狀態(tài)符號能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓形狀K1s11s___形L2s2p1__2s2px、2py、2pz球形_____形M3s3p3d1____3s3px、3py、3pz……球形_____形………………………………球3啞鈴35啞鈴2.核外電子排布的規(guī)則:最低相反↓↑優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)自旋狀態(tài)2構(gòu)造原理合作探究·核心歸納1.原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述:s能級的原子軌道圖(球形對稱)p能級的原子軌道圖(啞鈴形)(1)怎樣描述一個電子的核外運(yùn)動狀態(tài)?提示:從電子層、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)四個方面描述。(2)s軌道的電子云圖與p軌道的電子云圖有何區(qū)別?提示:s軌道的電子云圖為球形,在空間只有一個伸展方向;p軌道的電子云圖為啞鈴形,在空間有3個伸展方向。(3)電子云中小點(diǎn)的疏密程度有何意義?提示:點(diǎn)疏密的程度表示了電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。

2.核外電子排布的規(guī)則:(1)原子核外電子在排布時總是按K、L、M、N的順序填充的嗎?提示:不是。原子核外電子的排布遵循構(gòu)造原理,按軌道能量由低到高依次排列,而能層越大,能級的能量不一定越高,存在一些不同能層的能級交錯現(xiàn)象,例如E(3d)>E(4s)、E(4f)>E(5p)等,核外電子在充滿3p后,多余電子首先填充4s而非3d,使整個原子處于能量最低的狀態(tài)。(2)斧為什么雄鉀原子涂的原子輪結(jié)構(gòu)示鉆意圖不之是肝,而是呢?提示:由于出現(xiàn)岡能級交錯準(zhǔn)現(xiàn)象,鉀布原子排滿滿第一層和暢第二層后銳,再排第三層時押,先排仰滿3s忽能級、量3p能禁級,最合后一個遠(yuǎn)電子進(jìn)狠入4s跑能級而握不是3綱d能級,所勵以它的原遼子結(jié)構(gòu)示陵意圖為作。(3)糞為什么陵原子核午外最外查層的電賺子數(shù)不冷超過8圾個?提示:由于能級井交錯的原單因,E(率nd)>為E(n+壯1)s,厲當(dāng)ns和駐np充滿鄰時(共4伯個軌道,忙最多容納團(tuán)8個電子乒),多余贈的電子不丸是填入n已d,而是恒首先形成積新電子層戒,填入(返n+1)裂s軌道中堆,故最外向?qū)与娮訑?shù)灑不可能超灰過8個。(4)席為什么梢原子核應(yīng)外電子箱的次外煩層不超版過18虎個?提示:若最外鏈層是第宿n層,獵次外層山就是第孫(n-林1)層倚。由于般E[(愚n-1這)f]>E[(史n+1)頌s]>E屯(np)淡,在第(界n+1)建層出現(xiàn)前外,次外層筑只有(n醉-1)s嫂、(n-烤1)p、(n-1醫(yī))d上有幅電子,這展三個能級木共有9個貍軌道,最耳多可容納嬸18個電籃子,因此次外層備電子數(shù)芳不超過卡18個茫?！練w納總引結(jié)】1.構(gòu)歸造原理螺中的能佛級交錯情現(xiàn)象:械最常見往、最重歌要的能蜓級交錯下順序之博一是E柄(4s偷)<E偵(3d辦),對東于1～占36號裝元素來核說,應(yīng)捷重點(diǎn)掌朝握和記錦憶的是暗“1s罵→2s尤→2p義→3s葉→3p拐→4s朽→3d蟻→4p金”這一平順序。2.對核老外電子排致布的兩點(diǎn)影認(rèn)識:(1)基熊態(tài)原子核拖外電子在剪能量相同栽的各個軌沫道上排布害時,電子屢盡可能分猜占不同的茄原子軌道雹,且自旋徹狀態(tài)相同屑,這樣整列個原子的怠能量最低竄。(2)有踏少數(shù)元素?cái)z的基態(tài)原參子的電子里排布對于早構(gòu)造原理刊有1個電她子的偏差收。因?yàn)槟苋嗔肯嗤拿榆壍累櫟谌錆M尤(如p6和d10)、半浪充滿(證如p3和d5)和全空巨(如p0和d0)狀態(tài)時臨,體系的陵能量較低綁,原子較貧穩(wěn)定。如刺Cr的電紅子排布式卸為1s22s22p63s23p63d54s1,不能寫扭成1s22s22p63s23p63d44s2。過關(guān)小春練·即屠時應(yīng)用1.(借201及5·蘇已州高二勾檢測)茄下列敘蒙述正確謀的是版(晚)A.[倦Ar]造3d64s2是基態(tài)原省子的電子梢排布B.鉻原繡子的電子病排布式:只1s22s22p63s23p64s13d5C.銅毅原子的苦外圍電勢子排布宮式是3堆d94s2D.氮鼠原子的弟電子排腫布圖是【解題指術(shù)南】解答本尿題時要守注意以敬下兩點(diǎn)最:(1)符母合電子排搭布三原則攜的是基態(tài)跨原子。(2)鉗注意1森～36每號元素睛中的兩然個特殊急元素24Cr和29Cu?！窘馕觥窟xA。B選項(xiàng),在書凍寫電子排缸布式時,鉗不能按填隙充順序書桃寫;C項(xiàng)朋,d軌道獎全充滿時刮穩(wěn)定,應(yīng)挺為3d104s1;D項(xiàng)伯違反了求洪特規(guī)冠則。2.在d菜軌道中電鉗子排布成姐而不能排廟布成樓,其最直涼接的根飲據(jù)是顆(甲)A.能量嗎最低原理B.泡扮利原理C.原螞子軌道踏構(gòu)造原單理D.洪特?fù)?dān)規(guī)則【解析梨】選D。當(dāng)電吩子排布流在同一鐮能級的免不同軌暫道時,基態(tài)原收子中的捐電子總?cè)f是優(yōu)先拜單獨(dú)占岸據(jù)一個燭軌道,且自旋少狀態(tài)相朋同,稱為洪特志規(guī)則,根據(jù)題意煎知,4個電子俘占據(jù)不市同的軌席道且自尿旋方向沫相同,所以其根殿據(jù)是洪特庭規(guī)則?！痉椒ó?dāng)規(guī)律】(1)對沖于復(fù)雜的濃原子或離彩子,若直杰接書寫電頭子排布式采有困難,暮可先寫出凍原子的原潑子結(jié)構(gòu)示摟意圖,再潑據(jù)此寫出桐電子排布匪式,如(2)段離子的腐電子排臺布式的庭書寫方獎法。先寫出捷原子的夜電子排右布式,魄再根據(jù)宅電子的叼情況進(jìn)毀行調(diào)整澡。如【補(bǔ)償燭訓(xùn)練】(201哈5·三亞席高二檢測禿)下列原績子的外圍共電子排布相式不正確蠶的是(敵)A.Fe辱:3d64s2B.C抄r:3棚d44s2C.Ar榆:3s23p6D.N嫩i:3止d84s2【解析】選B。根據(jù)洪灶特規(guī)則:能量相同耐的軌道在攜全充滿、耕半充滿、點(diǎn)全空時,體系能量古最低,原子比癢較穩(wěn)定,B項(xiàng)應(yīng)該炭為3d54s1。探究3核外電子潤排布的表些示方法研讀教材想·自主認(rèn)媽知電子排江布式:(1)概念:將秋____權(quán)_上所排謠布的電子濤數(shù)標(biāo)注在胳該能級符這號___翠____胡,并按照能層糾從左到痕右的順國序排列得的式子雄。如鈉臉原子的拖電子排戴布式可寺表示為____匠____老___,擦也可簡化斑為___銹____蓄。能級右上角1s22s22p63s1[Ne住]3s1(2)電安子排布圖謎:用方框怠表示原子嶄軌道,用叮不同方向會的箭頭表蒼示自旋狀先態(tài)不同的庫電子的式機(jī)子。如氮原子施的電子排懲布圖是。合作探屑究·核潑心歸納(1)電豪子排布的哲表示形式銳中最能形掩象表示電枝子排布的徑是哪一種產(chǎn)?提示:電子排布傾圖。它不眨僅表示各清個能級的漲電子數(shù)目,還表示壯出在各巴個能級尊的分布訓(xùn)。(2)葉下列原買子的最過外層電鄉(xiāng)豐子的表麻示形式諷中,哪招一種狀查態(tài)的能績量較低鑼?①氮原子②鈉原子刮A.3s1B.3叨p1③鉻原子殃A.3d54s1B.3床d44s2④碳原衡子提示:據(jù)洪特規(guī)浩則,電子在能狹量相同的露各個軌道秒上排布時彎盡可能分遵占不同的攤原子軌道,且自旋纖狀態(tài)相首同,故①選B,④選A;據(jù)能量最升低原理,核外電子堡先占有能煩量低的軌鴿道,再占有燭能量高遲的軌道,②中由慮于s軌道能量繪低于p軌道,故選A;③中d5為半充滿江狀態(tài),為相對穩(wěn)腦定的狀態(tài),所以選A。(3)抱判斷下充列元素篇原子的穴電子排浪布式是件否正確昆,若錯風(fēng)誤,請卻說明違廁反的原纏則,并蹄寫出正斃確的電羨子排布考式。①6C;1s22s22px2②21Sc:堂1s22s22p63s23p63d3③22Ti:1惡s22s22p63s23p10提示:①錯誤兩,違反樹了洪特顧規(guī)則,畏正確的際電子排拜布式為顏1s22s22p2。②錯誤,慶違反了能冶量最低原代理,正確蘭的電子排駕布式為1豬s22s22p63s23p63d14s2。③錯誤箱,違反侄了泡利便原理,因正確的犬電子排定布式為鐵1s22s22p63s23p63d24s2。(4)基婆態(tài)銅原子飼的核外電暮子排布式碰為1s22s22p63s23p63d94s2,這種鮮表示方今法正確魄嗎?為旅什么?提示:不正確。寒能量相同邀的原子軌榴道在全充剩滿、半充氏滿和全空睡狀態(tài)時,直體系能量秘較低,原特子較穩(wěn)定戲,故銅原啄子的電子拴排布式應(yīng)便為1s22s22p63s23p63d104s1。【歸納浸總結(jié)】1.核外懂電子排布健的書寫方抽法總結(jié):原子結(jié)構(gòu)示意圖含義將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實(shí)例電子排布式含義用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)的式子實(shí)例K:1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣,把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加方括號表示實(shí)例K:[Ar]4s1電子排布圖含義每個方框代表一個原子軌道,每個箭頭代表一個電子實(shí)例Al:2.電子熟排布式書廢寫方法的障兩點(diǎn)認(rèn)識紹:(1)簡米單原子的傷核外電子彈排布式:必按照構(gòu)造爸原理將電閱子依次填淡充到能量朝逐漸升高電的原子軌彎道中。例如7N:1s22s22p3。(2)復(fù)蹦雜原子的扎核外電子鋪排布式:摧先按能量抽從高到低脊排列,然紙后再把同按一層的電貼子排在一吵起。如26Fe,塔先按能率量從高錫到低排戀列為1讓s22s22p63s23p64s23d6,然后將哨同一層的書電子移到吵一起即可瀉:1s22s22p63s23p63d64s2。過關(guān)小練蜜·即時應(yīng)竄用1.寫出輸下列粒子廣的電子排淡布式或電令子排布圖雜。(1)電杜子排布式旨。①17Cl:;②Ca2+:;③S2-:;④24Cr:。(2)起電子排襪布圖。①O2-的電子飼排布圖脫:;②F的最餐外層電子珍排布圖:。(3)寫沖出Al、理C的最外金層電子排滲布式:、。【解題指棟南】解答本宗題時應(yīng)豪注意以司下3點(diǎn)眠:(1)明己確微粒核龍外電子數(shù)姻;(2)書槽寫時必須宅遵循核外旱電子排布叢的三原則駕;(3)注撓意電子排野布圖和外氣圍電子排客布圖的區(qū)確別?！窘馕觥?1)根鍵據(jù)核外電鑄子排布的輛三個原則六進(jìn)行書寫光即可。注引意離子的電子排詞布式的最瘡?fù)鈱与娮訏叩淖兓?撲如Ca2+要失去昂最外層候電子,賴而S2-要得到2捷個電子航。(2)O2-的電子排兔布式為1謊s22s22p6,故其禍電子排惑布圖為綱。F的最外叔層電子排攝布式為2棕s22p5,故其糾電子排歉布圖為版。(3)握Al的賢最外層次為M層殺,有3域個電子躲,故其怨電子排嬌布式為葛3s23p1。C的最積外層為L李層,有捕4個電稅子,最瀉外層電撐子排布慨式為2涉s22p2。答案:(1)①革1s22s22p63s23p5②1s22s22p63s23p6③1s22s22p63s2