【課件】原子結構第2課時-構造原理與電子排布式 2023-2024學年高二化學人教版（2019）選擇性必修2

第一章原子結構與性質第一節(jié)原子結構

課時2

構造原理與電子排布式一、構造原理能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)結合H、He的原子結構示意圖可知，電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。電子在能級中的排布規(guī)律2對于Li和Be，當1s能級填滿之后，電子優(yōu)先填入能量較低的2s能級，直至填滿。能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)2電子在能級中的排布規(guī)律2一、構造原理能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)22電子在能級中的排布規(guī)律對于B至Ne元素，在1s、2s能級填滿后，電子填入2p能級，直至2p能級填滿。6一、構造原理能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226對于Na至Ar元素，電子首先填入3s能級。填滿后，繼續(xù)填入3p能級，直至3p能級填滿。26電子在能級中的排布規(guī)律一、構造原理總結：核外電子在能級中的排布順序1s2s3s2p3p根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，請分析K中電子填入的能量最高的能級，并說明判斷的依據(jù)。一、構造原理+19289+192881最外層電子數(shù)不能多于8能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226261√思考1：若再增加一個電子，填入什么能級？4s思考2：若再增加一個電子，填入什么能級？3d1s2s3s2p3p4s3d能級交錯依據(jù)光譜學事實本質使整個原子的能量最低一、構造原理構造原理：以光譜學事實為基礎，從1s能級開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增的電子填入基態(tài)原子能級的順序稱為構造原理。能級交錯是基于光譜學事實產生的常見現(xiàn)象：ns→(n-2)f→(n-1)d→np思考：為什么會出現(xiàn)能級交錯？本質：為了使得整個原子的能量最低例：21Sc的電子排布順序為：1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2→3d1說明：能級能量高低：E(4s)＜E(3d)，是否正確？錯誤，如此排布只是為了使整個原子的能量最低，實際上，當Z≥21時，E(4s)＞E(3d)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7pKLMNOPQ構造原理示意圖一、構造原理1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7pKLMNOPQ1s2s3s2p3p4s3d4p核外電子在能級中的排布又可以如何表示？一、構造原理按照構造原理，電子填滿一個能級，開始填入下一個能級。將

上所容納的電子數(shù)標在該能級符號

，按能層由低到高書寫電子排布式。能級右上角例如：碳原子的電子排布式6C碳1s22s22p214.011s22s22p2能層能級能級上容納的電子數(shù)二、電子排布式元素符號基態(tài)原子電子排布式1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne1s22s22p11s22s21s22s11s21s1【任務1】按照構造原理，書寫1?36號元素的基態(tài)原子電子排布式。1s22s22p61s22s22p51s22s22p41s22s22p31s22s22p2二、電子排布式元素符號基態(tài)原子電子排布式11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar【任務1】按照構造原理，書寫1?36號元素的基態(tài)原子電子排布式。1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p21s22s22p63s23p11s22s22p63s21s22s22p63s11s22s22p63s23p61s22s22p63s23p51s22s22p63s23p4二、電子排布式【任務1】按照構造原理，書寫1?36號元素的基態(tài)原子電子排布式。注意1：能級交錯19K1s22s22p63s23p63d11s22s22p63s23p64s1注意2：書寫電子排布式時，能層低的能級要寫在左邊，而不是按照構造原理書寫。20Ca1s22s22p63s23p64s221Sc1s22s22p63s23p64s23d11s22s22p63s23p63d14s2電子排布式按能層順序書寫二、電子排布式元素符號基態(tài)原子電子排布式22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn洪特通過分析光譜實驗的結果指出，能量相同的原子軌道在全充滿(如d10)、半充滿(如d5)和全空(如d0)狀態(tài)時，體系能量較低。1s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d94s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s2二、電子排布式元素符號基態(tài)原子電子排布式31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr【任務1】按照構造原理，書寫1?36號元素的基態(tài)原子電子排布式。1s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p4二、電子排布式

作為一個理論模型，構造原理具有一定的局限性。對于個別特殊的過渡元素核外電子的排布并不適用。構造原理告訴我們，隨著核電荷數(shù)的遞增，電子是按能級填充，電子排布式按能層順序書寫。構造原理呈現(xiàn)的能級交錯是基于光譜學事實。構造原理是一個思維模型，是個假想過程。二、電子排布式觀察稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡的原子的最外層電子排布式，總結除氦外其他元素原子的排布通式。氦：氖：氬：氪：氙：氡：氣：奧2s22p61s23s23p64s24p65s25p66s26p67s27p6ns2np6二、電子排布式【問題】隨著核電荷數(shù)的增加，基態(tài)原子的電子排布式越來越長，太不方便了。我們該怎么辦呢？1s22s22p63s1鈉簡化[Ne]3s11s22s22p63s23p64s1鉀簡化[Ar]4s11s22s22p63s23p63d14s2鈧簡化[Ar]3d14s2表示內層電子已經達到稀有氣體結構的部分，可稱為原子實。該表示方法叫做簡化電子排布式稀有氣體的原子序數(shù)非常重要！【任務2】書寫1?36號元素的基態(tài)原子的簡化電子排布式。二、電子排布式【問題】鈉和鎂的基態(tài)原子的電子排布式分別為[Ne]3s1和[Ne]3s2，請找出與它們的化合價相關的電子。鈉：[Ne]3s1鎂：[Ne]3s2與化合價有關我們把在化學反應中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層，簡稱價層。二、電子排布式【問題】請同學們寫出25Mn、26Fe、32Ge、35Br的簡化電子排布式和價層電子排布式。主族元素和過渡元素的價電子層有什么特征？鐵[Ar]3d64s23d64s2錳[Ar]3d54s23d54s2鍺[Ar]3d104s24p24s24p2溴[Ar]3d104s24p54s24p5主族元素：價電子層就是最外層電子層副族元素：價電子層不等于最外層電子層【任務3】書寫1?36號元素的基態(tài)原子的價層電子排布式。二、電子排布式【問題】電子排布式也可以用于表示離子的核外電子排布，試寫出Na+、Cl-和Fe2+的電子排布式。Na+：1s22s22p6Cl-

：1s22s22p63s23p6Na：1s2