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高低順序,通過了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理形成宏觀辨識與微觀探析的化學(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)。一個順序:構(gòu)造原理。三個概念:最外層電子、價層電子、核外電子。一個符號:核外電子排布式。知識點(diǎn)一構(gòu)造原理基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)知識點(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

2.示意圖能層

能級

填入能級

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

)(2)3p能級電子填滿以后,增加的電子應(yīng)該先填充的能級是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,對應(yīng)能級分別為3s、3p、3d,根據(jù)構(gòu)造原理,既然4s能級已填充電子,則3s、3p能級肯定填滿,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

不同能級的能量關(guān)系例1比較下列能級的能量大小關(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同一能層的能級能量高低順序?yàn)閚s<np<nd<nf;②不同能層之間,能量會產(chǎn)生能級交錯現(xiàn)象,即能層序數(shù)大的能級,其能量不一定高,如3d能級具有的能量可能高于4s能級所具有的能量。【變式設(shè)問】(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

[對點(diǎn)訓(xùn)練1]構(gòu)造原理揭示的電子排布能級順序,實(shí)質(zhì)是各能級能量高低。若以E表示某能級的能量,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);對于不同能層的相同能級,能層序數(shù)越大,能量越高,C項(xiàng)錯誤,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,電子填入能級的正確順序應(yīng)為1s、2p、4s、3d,A錯誤;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級的正確順序應(yīng)為1s、2s、2p、3s,B錯誤;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級的正確順序應(yīng)為2s、2p、3s、3p,C正確;由構(gòu)造原理可知,電子填入能級的正確順序應(yīng)為3p、4s、3d、4p,D錯誤。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。先排電子的能級能量低,后排電子的能級能量高。注意能級交錯現(xiàn)象。[對點(diǎn)訓(xùn)練2]電子在一個原子的下列能級中排布時,最后一個排布的是(

)A.ns B.npC.(n-1)d D.(n-2)fB解析

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

上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級符號的

,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

右上角

能級

電子數(shù)

(3)能級交錯:隨核電荷數(shù)遞增,電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層,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能級交錯

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12.簡化電子排布式(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

的式子稱為簡化電子排布式。(2)表示方法:

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

稱為價電子層(簡稱價層)。

(2)表示方法:寫出下列元素的價層電子排布式鈉:

;鋁:

;Cl:

;

Mn:

;鐵:

;溴:

。

相應(yīng)的稀有氣體元素符號外加方括號表示

發(fā)生電子變動的能級

3s13s23p13s23p53d54s23d64s24s24p5概念辨析外圍電子與價層電子以稀有氣體的元素符號外加方括號表示的部分稱為“原子實(shí)”。[Ne]、[Ar]等符號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。對于部分原子,外圍電子并不等同于最外層電子或價層電子。如溴:[Ar]3d104s24p5,其外圍電子排布式為3d104s24p5,價層電子排布式為4s24p5。深度思考(1)模仿鈉的核外電子簡式,寫出8號、14號、26號元素基態(tài)原子的簡化電子排布式。(2)鈷失去兩個電子后變成Co2+的簡化電子排布式是[Ar]3d7還是[Ar]3d54s2?提示

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

提示

原子失電子時的順序與電子填充順序不完全相同,失去電子時先失最外層電子,所以Co2+的簡化電子排布式是[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個電子,則M層有4個電子,故A為硅。(2)當(dāng)次外層為K層時,最外層電子數(shù)則為3,則B為硼;當(dāng)次外層為L層時,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?！咀兪皆O(shè)問】請寫出基態(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睍鴮懞送怆娮优挪际?以Cu為例)[對點(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個電子,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,故A錯誤;書寫電子排布式時,能層低的能級要寫在左邊,能層高的能級要寫在右邊,因此21Sc原子的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2,故B錯誤;選項(xiàng)D是F的最外層電子(價層電子)排布式,不符合題意。[對點(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

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

)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,其價層電子排布式為3d34s2?！咀兪皆O(shè)問】(1)寫出釩的核外電子排布簡式和最外層電子排布式:

;

。(2)寫出硒的核外電子排布簡式、價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、排布簡式、最外層電子排布式、價層電子的分析比較[對點(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能級中一個電子躍遷到3p能級上,基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為[Ne]3s23p2,故A錯誤;電子先排滿4s能級再排3d能級,應(yīng)為[Ar]3d54s2,故B錯誤;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能級上,故D錯誤。[對點(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)鉀的簡化電子排布式:

。

(3)31號元素的價層電子排布式:

。

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

)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元素最高價為+4價;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元素沒有正價;D項(xiàng),1s22s22p63s23p