2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)第2課時(shí)構(gòu)造原理與電子排布式課件新人教版選擇性必修2

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第二課時(shí)構(gòu)造原理與電子排布式素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.知道原子核外電子的能級(jí)高低順序,通過(guò)了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理形成宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.能根據(jù)構(gòu)造原理,建立前四周期元素基態(tài)原子電子排布式的書(shū)寫模型,形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。一個(gè)順序:構(gòu)造原理。三個(gè)概念:最外層電子、價(jià)層電子、核外電子。一個(gè)符號(hào):核外電子排布式。知識(shí)點(diǎn)一構(gòu)造原理基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一構(gòu)造原理1.含義以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ),從氫開(kāi)始,隨

遞增,新增電子

的順序稱為構(gòu)造原理。

核電荷數(shù)

填入能級(jí)

2.示意圖能層

能級(jí)

填入能級(jí)

正誤判斷(1)同一能層中,各能級(jí)之間的能量大小關(guān)系是s<p<d<f……。(

)(2)3p能級(jí)電子填滿以后,增加的電子應(yīng)該先填充的能級(jí)是3d。(

)(3)根據(jù)構(gòu)造原理,多電子原子中,3s、3d、4p軌道能量高低次序?yàn)?s<3d<4p。(

)(4)某基態(tài)原子第四能層中有2個(gè)電子,該原子M能層中的電子數(shù)為18。(

)提示

M能層為第三能層,當(dāng)M能層為原子的次外層時(shí),對(duì)應(yīng)能級(jí)分別為3s、3p、3d,根據(jù)構(gòu)造原理,既然4s能級(jí)已填充電子,則3s、3p能級(jí)肯定填滿,3d可能填滿,可能未填滿,也可能未填充電子,故該能層電子數(shù)不一定為18?！獭痢獭林仉y突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

不同能級(jí)的能量關(guān)系例1比較下列能級(jí)的能量大小關(guān)系(填“>”“=”或“<”):(1)2s

4s;(2)3p

3d;

(3)3d

4s;(4)4d

5d;

(5)2p

3s;(6)4d

5f。

<<><<<解析

由構(gòu)造原理可知:①同一能層的能級(jí)能量高低順序?yàn)閚s<np<nd<nf;②不同能層之間,能量會(huì)產(chǎn)生能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象,即能層序數(shù)大的能級(jí),其能量不一定高,如3d能級(jí)具有的能量可能高于4s能級(jí)所具有的能量?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】(1)4s、4f和5p能量關(guān)系如何?(2)能層小于Q層但能量高于7s的能級(jí)有哪些?答案

E(4s)<E(5p)<E(4f)。

答案

5f、6d。

思維建模核外電子能量的比較方法

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]構(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序,實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低。若以E表示某能級(jí)的能量,以下各式中正確的是(

)A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)B解析

根據(jù)構(gòu)造原理,各能級(jí)填充的電子的能量由小到大的順序?yàn)?s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……,A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序應(yīng)為E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);對(duì)于不同能層的相同能級(jí),能層序數(shù)越大,能量越高,C項(xiàng)錯(cuò)誤,其正確順序?yàn)镋(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)符合構(gòu)造原理,B項(xiàng)正確。探究角度2

不同能級(jí)在原子核外的排布順序例2按照構(gòu)造原理,下列電子填入能級(jí)的順序正確的是(

)A.1s、2p、3d、4sB.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3pD.4p、3d、4s、3pC解析

由構(gòu)造原理可知,電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為1s、2p、4s、3d,A錯(cuò)誤;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為1s、2s、2p、3s,B錯(cuò)誤;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為2s、2p、3s、3p,C正確;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為3p、4s、3d、4p,D錯(cuò)誤。歸納總結(jié)(1)構(gòu)造原理呈現(xiàn)的核外電子的填充順序是基于光譜學(xué)數(shù)據(jù)事實(shí),不是任何理論推導(dǎo)的結(jié)果。(2)構(gòu)造原理是一個(gè)假想的理論模型,某些原子核外電子的分布可能與理論模型不符也是合理的。(3)構(gòu)造原理是指電子進(jìn)入能級(jí)的排布順序,即1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p。先排電子的能級(jí)能量低,后排電子的能級(jí)能量高。注意能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]電子在一個(gè)原子的下列能級(jí)中排布時(shí),最后一個(gè)排布的是(

)A.ns B.npC.(n-1)d D.(n-2)fB解析

根據(jù)原子中題述能級(jí)的能量高低順序:ns<(n-2)f<(n-1)d<np,所以最后一個(gè)排布的應(yīng)是能量最高的能級(jí),應(yīng)為np能級(jí)?？梢?jiàn),解此類題應(yīng)從構(gòu)造原理入手,判斷出能級(jí)的能量高低。電子在排布時(shí)應(yīng)先進(jìn)入能量低的能級(jí),填滿后再進(jìn)入能量高的能級(jí)。知識(shí)點(diǎn)二核外電子排布式基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)二核外電子排布式1.對(duì)電子排布式的認(rèn)識(shí)(1)定義:將

上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級(jí)符號(hào)的

,并按照能層從左到右的順序排列的式子。

(2)表示方法:如氮原子的電子排布式為能級(jí)

右上角

能級(jí)

電子數(shù)

(3)能級(jí)交錯(cuò):隨核電荷數(shù)遞增,電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開(kāi)始填入下一個(gè)能層,如電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→

→

的順序填充的,這種現(xiàn)象被稱為

。

電子排布式的書(shū)寫順序≠電子排布順序基態(tài)鉻、銅的核外電子排布不符合構(gòu)造原理。Cr、Cu基態(tài)原子的電子排布式分別為

、

。

3d4s能級(jí)交錯(cuò)

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12.簡(jiǎn)化電子排布式(1)定義:將電子排布式中內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分用

的式子稱為簡(jiǎn)化電子排布式。(2)表示方法:

代表1s22s22p6鈉的簡(jiǎn)化電子排布式表示為[Ne]3s13.價(jià)層電子排布式(1)定義:為突出化合價(jià)與電子排布的關(guān)系,將在化學(xué)反應(yīng)中可能

稱為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱價(jià)層)。

(2)表示方法:寫出下列元素的價(jià)層電子排布式鈉:

;鋁:

;Cl:

;

Mn:

;鐵:

;溴:

。

相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示

發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)

3s13s23p13s23p53d54s23d64s24s24p5概念辨析外圍電子與價(jià)層電子以稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示的部分稱為“原子實(shí)”。[Ne]、[Ar]等符號(hào)的意義分別是指該部分與Ne、Ar等的電子排布式相同。原子中除“原子實(shí)”部分外的電子稱為外圍電子。對(duì)于部分原子,外圍電子并不等同于最外層電子或價(jià)層電子。如溴:[Ar]3d104s24p5,其外圍電子排布式為3d104s24p5,價(jià)層電子排布式為4s24p5。深度思考(1)模仿鈉的核外電子簡(jiǎn)式,寫出8號(hào)、14號(hào)、26號(hào)元素基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式。(2)鈷失去兩個(gè)電子后變成Co2+的簡(jiǎn)化電子排布式是[Ar]3d7還是[Ar]3d54s2?提示

O:[He]2s22p4;Si:[Ne]3s23p2;Fe:[Ar]3d64s2。

提示

原子失電子時(shí)的順序與電子填充順序不完全相同,失去電子時(shí)先失最外層電子,所以Co2+的簡(jiǎn)化電子排布式是[Ar]3d7。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

原子或離子核外電子排布式的書(shū)寫與判斷例1根據(jù)構(gòu)造原理寫出下列基態(tài)原子或離子的核外電子排布式。(1)基態(tài)A元素原子的原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半:

。

(2)基態(tài)B元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍:

。

(3)基態(tài)Ni2+、Fe3+、N3-的電子排布式分別為

、

、

。

1s22s22p63s23p21s22s22p11s22s22p63s23p63d81s22s22p63s23p63d51s22s22p6解析

(1)L層有8個(gè)電子,則M層有4個(gè)電子,故A為硅。(2)當(dāng)次外層為K層時(shí),最外層電子數(shù)則為3,則B為硼;當(dāng)次外層為L(zhǎng)層時(shí),最外層電子數(shù)為1.5×8=12,違背了排布規(guī)律,故不可能。(3)Ni的原子序數(shù)為28,根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,故Ni2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d8;基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;氮原子序數(shù)為7,基態(tài)氮原子的電子排布式為1s22s22p3,故N3-的電子排布式為1s22s22p6。【變式設(shè)問(wèn)】請(qǐng)寫出基態(tài)Fe、Fe2+的電子排布式。提示

Fe:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;Fe2+:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。思維建?！叭椒ā睍?shū)寫核外電子排布式(以Cu為例)[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列基態(tài)原子或離子的核外電子排布式,正確的是(

)A.16S2-:1s22s22p63s23p4B.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1C.18Ar:1s22s22p63s23p6D.9F:2s22p5C解析

S2-核外共有18個(gè)電子,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,故A錯(cuò)誤;書(shū)寫電子排布式時(shí),能層低的能級(jí)要寫在左邊,能層高的能級(jí)要寫在右邊,因此21Sc原子的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2,故B錯(cuò)誤;選項(xiàng)D是F的最外層電子(價(jià)層電子)排布式,不符合題意。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]寫出下列原子的電子排布式。(1)基態(tài)Cl原子的電子排布式是

。

(2)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式是

。

(3)基態(tài)As原子的電子排布式是

。(4)P原子的電子排布式是

。

1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p51s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p31s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3探究角度2

簡(jiǎn)化電子排布式、最外層電子排布式與價(jià)層電子排布式的區(qū)別例2釩原子的價(jià)層電子排布式為(

)A.3s23p6 B.3d34s2C.3d64s2 D.4s2B解析

釩元素的原子序數(shù)為23,根據(jù)電子排布規(guī)律,釩原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,其價(jià)層電子排布式為3d34s2?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】(1)寫出釩的核外電子排布簡(jiǎn)式和最外層電子排布式:

;

。(2)寫出硒的核外電子排布簡(jiǎn)式、價(jià)層電子排布式和最外層電子排布式:

;

;

。

[Ar]3d34s24s2[Ar]3d104s24p44s24p44s24p4思維模板核外電子排布式、排布簡(jiǎn)式、最外層電子排布式、價(jià)層電子的分析比較[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3]下列原子的電子排布式能表示基態(tài)原子的電子排布式的是(

)A.[Ne]3s13p3

B.[Ar]3d64s1C.[Ar]3d64s2

D.[Ne]3s23p63d5C解析

[Ne]3s13p3表示3s能級(jí)中一個(gè)電子躍遷到3p能級(jí)上,基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為[Ne]3s23p2,故A錯(cuò)誤;電子先排滿4s能級(jí)再排3d能級(jí),應(yīng)為[Ar]3d54s2,故B錯(cuò)誤;根據(jù)能量最低原理,[Ar]3d64s2表示基態(tài)原子的電子排布式,故C正確;能級(jí)能量:4s<3d,根據(jù)能量最低原理,電子應(yīng)優(yōu)先排布在4s能級(jí)上,故D錯(cuò)誤。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4]根據(jù)要求,完成填空:(1)原子序數(shù)為15的元素的原子最外層電子排布式:

。

(2)鉀的簡(jiǎn)化電子排布式:

。

(3)31號(hào)元素的價(jià)層電子排布式:

。

(4)離子結(jié)構(gòu)示意圖為

的微粒的核外電子排布式:

。

3s23p3[Ar]4s14s24p11s22s22p63s23p6學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)1234題組1構(gòu)造原理1.(2024·河北秦皇島高二檢測(cè))根據(jù)構(gòu)造原理,多電子原子中,3s、3d、4p軌道能量高低次序?yàn)?

)A.3s<3d<4p B.3s>3d>4pC.3s<4p<3d D.無(wú)法確定A解析

多電子原子中,3s、3d、4p軌道能量高低次序?yàn)?s<3d<4p,故選A。

1234題組2價(jià)層電子和最外層電子的判斷2.(2024·新疆烏魯木齊高二檢測(cè))在下列各元素中,化合價(jià)最高的是(

)A.1s22s22p2

B.1s22s22p6C.1s22s22p5

D.1s22s22p63s23p4D解析

A項(xiàng),1s22s22p2為C原子的核外電子排布式,C元素最高價(jià)為+4價(jià);B項(xiàng),1s22s22p6為Ne原子的核外電子排布式,Ne元素性質(zhì)穩(wěn)定,很難形成化合物;C項(xiàng),1s22s22p5為F原子的核外電子排布式,F元素沒(méi)有正價(jià);D項(xiàng),1s22s22p63s23p