高中化學(xué)學(xué)案：第章原子結(jié)構(gòu)基態(tài)原子的核外電子排布含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時(shí)基態(tài)原子的核外電子排布［學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.了解基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，會(huì)書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素原子的核外電子排布式和軌道表示式。3.學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布.一、基態(tài)原子的核外電子排布原則1．原子核外電子排布的軌道能量順序設(shè)想從氫原子開(kāi)始，隨著原子核電荷數(shù)的遞增，原子核每增加一個(gè)______，原子核外便增加一個(gè)______，這個(gè)電子大多是按下圖所示的軌道能量順序進(jìn)行填充:觀察分析上圖,討論回答下列問(wèn)題：（1）在多電子原子中,電子進(jìn)入能級(jí)的先后應(yīng)遵循的原則是什么?（2)多電子原子核外電子排布是否完全遵循電子層的順序？(3)軌道的能量高低主要是由哪些因素決定的?2．泡利不相容原理泡利不相容原理的內(nèi)容：一個(gè)原子軌道最多只能容納______個(gè)電子，而且這______個(gè)電子的自旋方向必須________(用“↓”“↑”表示)。例如,基態(tài)氦原子的軌道表示式為。根據(jù)泡利不相容原理，可以獲得以下幾個(gè)重要結(jié)論：(1)每一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子只能有____個(gè)。（2）由于每一個(gè)原子軌道包括兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以每一個(gè)原子軌道最多只能容納______自旋方向______的電子。(3)因?yàn)閟，p,d，f能級(jí)的原子軌道數(shù)分別為_(kāi)___,____，____，____個(gè),所以s,p，d,f各原子軌道分別最多能容納____，____，____，____個(gè)電子.（4)每個(gè)電子層中原子軌道的總數(shù)為_(kāi)_____個(gè)，因此,每個(gè)電子層最多能容納______個(gè)電子。3．洪特規(guī)則（1)對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占______并且自旋方向______.這就是洪特規(guī)則.如碳原子的軌道表示式不是，而是__________________。(2）能量相同的原子軌道在________（如p6和d10)、________(如p3和d5)和______(如p0和d0）狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。這稱為洪特規(guī)則特例。如下列基態(tài)原子的電子排布式的書(shū)寫(xiě):錯(cuò)誤正確鉻原子1s22s22p63s23p63d44s2________________銅原子1s22s22p63s23p63d94s2________________原子核外電子排布要遵循三個(gè)原則(1)能量最低原則：電子在原子軌道上的排布要__________________最低。（2)泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道中最多只能容納__________且這兩個(gè)電子的自旋方向必須______（同一原子中不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子）。（3）洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在相同能量的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先____________，而且自旋方向______。提醒基態(tài)原子核外電子排布必須同時(shí)遵循核外電子排布三原則。1．在能量相同的d軌道中電子排布成，而不排布成，最直接的依據(jù)是(）A．能量最低原則 B．泡利不相容原理C．原子軌道能級(jí)圖 D．洪特規(guī)則2．下列原子的價(jià)電子排布式（或價(jià)電子軌道表示式)中,①②兩種狀態(tài)的能量符合①>②的是(）A．氮原子：①②B．鈉原子：①3s1②3p1C．鉻原子：①3d54s1②3d44s2D．碳原子：①②二、原子核外電子排布的表示方法1．電子排布式(1)價(jià)電子①定義：與元素的________密切相關(guān)的______軌道上的電子，稱為價(jià)電子.②規(guī)律：主族元素價(jià)電子數(shù)______主族族序數(shù)。(2）按要求填表：電子排布式價(jià)電子排布式SCaFeCuGe2.軌道表示式(1）用一個(gè)小圓圈(或方框）表示一個(gè)原子軌道，在圓圈（或方框)內(nèi)用箭頭“↑”或“↓”標(biāo)明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。以鋁原子為例，軌道表示式中各符號(hào)、數(shù)字的意義為(2)寫(xiě)出下列原子的軌道表示式:①O：__________________；②Na：__________________。（3）在軌道表示式中也可以用方框表示一個(gè)原子軌道，如Na：。3．原子結(jié)構(gòu)示意圖（1)原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)（示意)圖：圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線內(nèi)數(shù)字表示該電子層中的電子數(shù).(2)寫(xiě)出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖:①K:__________________；②Fe：______________________；③Mg2＋:______________；④Cl－:_______________________。1.主族元素原子的最外層電子稱為價(jià)電子。過(guò)渡元素原子的價(jià)電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子,有的還包括倒數(shù)第三層的f電子。2．電子排布式書(shū)寫(xiě)注意問(wèn)題（1）雖然電子排布是遵循能量最低原則的,但書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)應(yīng)按照電子層的順序書(shū)寫(xiě).如鐵原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不寫(xiě)作1s22s22p63s23p64s23d6。（2）簡(jiǎn)化電子排布式為避免電子排布式書(shū)寫(xiě)繁瑣，可把內(nèi)層電子排布達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加“[］"表示。如S：［Ne]3s23p4，Ca：［Ar]4s2，F(xiàn)e：[Ar]3d64s2，Ge：［Ar］3d104s24p2。(3)離子的電子排布式原子轉(zhuǎn)化為離子有兩種情況：一是由原子失去電子轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子，失電子的順序與電子填入的順序有所不同，失電子時(shí),首先失去的是最外電子層上的電子,同層則按能級(jí)由高到低失電子；二是由原子得到電子轉(zhuǎn)化為陰離子，得到的電子填入原子軌道的順序與基態(tài)原子電子的排布順序相同.（4)特殊原子的電子排布式有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M（如p6和d10）、半充滿（如p3和d5）和全空（如p0和d0）狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低,原子較穩(wěn)定。提醒元素原子的價(jià)電子排布式不一定是最外層的電子排布式,主族元素的價(jià)電子排布式是最外層電子排布式，過(guò)渡元素的最外層是價(jià)電子，但有的內(nèi)層電子也是價(jià)電子,如Fe原子價(jià)電子排布式為3d64s2。3．按要求寫(xiě)出電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖或軌道表示式。（1）基態(tài)Ni原子的電子排布式:__________________________________________________。（2)基態(tài)Cu＋的電子排布式：______________________________________________________。(3)基態(tài)P原子的價(jià)電子排布式：___________________________________________________。(4)Zn原子結(jié)構(gòu)示意圖：____________________________________________________。(5)17Cl的軌道表示式:__________________________________________________________.（6)第4周期中最外層僅有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的電子排布式:_____________________。4．下列基態(tài)原子的價(jià)電子排布式中,正確的是(）A．3d94s2 B．3d44s2C．4s25p3 D．3d74s21．某基態(tài)原子核外共有6個(gè)電子，分布在K與L電子層上，在下列L層分布中正確的是(）2．下列各原子或離子的電子排布式或軌道表示式表示正確的是（）A．Ca2＋:1s22s22p63s23p6B．F－：1s22s23p6C．P：最外層電子軌道表示式為D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s23．下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是()A．碳原子的軌道表示式：B．磷原子價(jià)電子軌道表示式：C．鉻原子的價(jià)電子排布式：3d44s2D．Fe2＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s24．已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋2,則X元素的原子序數(shù)為()A．9 B．10C．17 D．185．下列軌道表示式所表示的元素原子中，能量處于最低狀態(tài)的是（）6．按要求填空。(1)寫(xiě)出下列基態(tài)原子或基態(tài)離子的電子排布式：B：__________；N3－：__________；Ni2＋:__________；Ga：__________；Mn2＋：__________；Ge：____________。(2)2p軌道上最多只能排布6個(gè)電子，其依據(jù)的規(guī)律是______________________。（3）氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_____個(gè)，寫(xiě)出3p軌道上只有兩個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào)__________，M層上有兩對(duì)成對(duì)電子的原子最外層共有_______種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(4）1～36號(hào)元素原子中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素符號(hào)及價(jià)電子排布式：__________________。(5）X元素的價(jià)電子排布式是4s24p5，X元素的符號(hào)是______。（6)某元素的原子序數(shù)為33,該元素原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_________，該元素原子核外有________個(gè)電子層，________個(gè)能級(jí)，________個(gè)原子軌道。（7）基態(tài)Fe原子有________個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3＋電子排布式為_(kāi)_________。

答案精析新知導(dǎo)學(xué)一、1．質(zhì)子電子（1)能量最低原則.電子最先排布在能量低的軌道上,然后依次排布在能量較高的軌道上。(2)從第三電子層開(kāi)始各軌道不完全遵循電子層順序,產(chǎn)生了軌道能量交錯(cuò)排列，即產(chǎn)生“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象.（3）各軌道的能量由電子層序數(shù)和軌道類型共同決定，各軌道的能量高低順序，符合ns〈(n－2）f<(n－1）d〈np(n表示電子層序數(shù)）。2．兩兩相反(1)一(2)兩個(gè)相反（3)1357261014（4)n22n23．(1）不同的軌道相同(2）全充滿半充滿全空1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1歸納總結(jié)(1)盡可能地使原子的能量（2）兩個(gè)電子相反（3）單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道相同活學(xué)活用1．D［洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋方向相同。］2．A［A項(xiàng),據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同，故能量①〉②；B項(xiàng)，由于3s軌道能量低于3p軌道,故能量①〈②；C項(xiàng)，d5為半充滿狀態(tài)，為相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，故能量①〈②；D項(xiàng),據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于基態(tài)原子,電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同，故能量①<②。]二、1．(1）①化學(xué)性質(zhì)外層②等于（2)（從左到右，從上到下)1s22s22p63s23p43s23p41s22s22p63s23p64s24s21s22s22p63s23p63d64s23d64s21s22s22p63s23p63d104s13d104s11s22s22p63s23p63d104s24p24s24p22．(2)①②3．（2）①②③④活學(xué)活用3．(1）1s22s22p63s23p63d84s2或［Ar]3d84s2（2)1s22s22p63s23p63d10或［Ar]3d10（3)3s23p3(4)（5)(6)［Ar］4s1、［Ar]3d54s1、[Ar]3d104s14．D[根據(jù)電子填入軌道的順序和核外電子的排布規(guī)律，A項(xiàng)應(yīng)為3d104s1；B項(xiàng)應(yīng)為3d54s1；C項(xiàng)應(yīng)為4s24p3；D項(xiàng)正確.]達(dá)標(biāo)檢測(cè)1．D［A項(xiàng)錯(cuò)誤，2s軌道應(yīng)排滿兩個(gè)電子,且自旋方向相反；B項(xiàng)錯(cuò)誤，2p軌道的兩個(gè)電子自旋方向要相同；C項(xiàng)錯(cuò)誤，2p軌道的兩個(gè)電子應(yīng)分占兩個(gè)軌道，且自旋方向相同；D項(xiàng)正確，2p的3個(gè)軌道能量是相同的.]2．A[A項(xiàng)正確，符合核外電子排布規(guī)律;B項(xiàng)錯(cuò)誤,由核外電子排布規(guī)律,電子排完2s后應(yīng)排2p軌道而不是3p軌道,正確的應(yīng)為1s22s22p6；C項(xiàng)錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同的原子軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的原子軌道且自旋方向相同，正確的應(yīng)為;D項(xiàng)錯(cuò)誤，忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低,原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1。]3．A［A項(xiàng)表示C原子的軌道表示式，正確；B項(xiàng)不符合洪特規(guī)則；C項(xiàng)不符合洪特規(guī)則特例，應(yīng)為3d54s1；D項(xiàng)Fe2＋應(yīng)為Fe原子失去4s上的兩個(gè)電子,而不是失去3d上的兩個(gè)電子,應(yīng)為1s22s22p63s23p63d6.］4．C5．C［要使各原子能量處于最低狀態(tài)(即基態(tài)），核外電子必須遵循三大原則進(jìn)行排布。A項(xiàng)中2s軌道沒(méi)有排滿電子就排在了2p軌道上,顯然能量不是最低的；B項(xiàng)中2p軌道上的電子排布不符合洪特規(guī)則,三個(gè)電子各占一個(gè)p軌道且自旋狀態(tài)相同時(shí),能量最低；C項(xiàng)中2p3為半充滿狀態(tài),能量最低;D項(xiàng)中2p軌道未排滿就排3s軌道，能量不是最低的。故正確答案為C。]6．(1)1s22s22p11s22s22p6[Ar]3d8[Ar］3d104s24p1［Ar]3d5［Ar]3d104s24p2（2）泡利不相容原理（3）2Si或S6（4)C：2s22p2；Si：3s23p2；Ge：4s24p2；O：2s22p4；S：3s23p4；Se：4s24p4;Ti:3d24s2；Ni:3d84s2（5）Br(6）4s24p34818（7）4［Ar]3d5解析(1）B的核外有5個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p1；N原子電子排布式為1s22s22p3，N原子得到3個(gè)電子所得N3－的電子排布式為1s22s22p6；Ni的原子序數(shù)為28，基態(tài)Ni原子的電子排布式為[Ar］3d84s2，所以Ni2＋的電子排布式為［Ar］3d8；Ga位于第4周期ⅢA族,Ga的價(jià)電子排布式為4s24p1,故Ga的電子排布式為［Ar］3d104s24p1；Mn的原子序數(shù)為25,Mn原子的電子排布式為［Ar]3d54s2，故Mn2＋的電子排布式為［Ar]3d5；Ge位于第4周期ⅣA族，Ge的價(jià)電子排布式為4s24p2，所以Ge的電子排布式為［Ar]3d104s24p2.（2）泡利不相容原理是指每個(gè)原子軌道最多容納兩個(gè)電子,且自旋方向相反，2p有3個(gè)軌道，最多容納6個(gè)電子。（3