1.1原子結(jié)構(gòu) 課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

冊(cè)別：選擇性必修21.1原子結(jié)構(gòu)——原子核外電子的排布規(guī)則學(xué)科：高中化學(xué)（人教版）【舊知回顧】能級(jí)nsnpndnf最多可容納電子數(shù)261014原子軌道數(shù)每個(gè)軌道容納電子數(shù)13572222【問(wèn)題1】

為什么一個(gè)原子軌道允許容納2個(gè)電子？鈉原子光譜實(shí)驗(yàn)斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)提出猜想

：軌道中的單電子可能存在兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1925年：“電子自旋”概念的提出只有1個(gè)最外層電子的堿金屬原子光譜會(huì)在光譜里呈現(xiàn)雙線(xiàn)只有1個(gè)最外層電子的銀原子在外加電場(chǎng)里加速飛行通過(guò)一個(gè)不對(duì)稱(chēng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)分成兩束任務(wù)一了解電子自旋

自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。2.電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡(jiǎn)稱(chēng)自旋相反，常用上下箭頭(↑↓)表示自旋相反的電子。1.“電子自旋”并非真像地球繞軸自轉(zhuǎn)一樣，它只是代表電子的兩種不同狀態(tài)。任務(wù)二

掌握原子核外電子排布規(guī)則規(guī)則一：泡利原理在一個(gè)原子軌道最多只能容納2個(gè)電子，且自旋相反。（又稱(chēng)泡利不相容原理）注意：若同一軌道中出現(xiàn)第3個(gè)電子，則必然出現(xiàn)2個(gè)自旋取向相同的電子，因此同一軌道最多容納2個(gè)電子，且自旋相反。軌道表示式（又稱(chēng)電子排布圖）：更形象地表示核外電子在軌道中的排布元素符號(hào)推測(cè)依據(jù)推測(cè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題電子排布式HHe1個(gè)電子如何排入1s原子軌道？2個(gè)電子如何排入1s原子軌道？或者1s1s軌道表示式（電子排布圖）1.以元素周期表和原子結(jié)構(gòu)示意圖為基礎(chǔ)，書(shū)寫(xiě)相應(yīng)元素的電子排布式和軌道表示式。√【思考討論】元素符號(hào)軌道表示式推測(cè)依據(jù)推測(cè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題電子排布式CN2個(gè)電子如何排入2p的3個(gè)原子軌道？3個(gè)電子如何排入2p的3個(gè)原子軌道？【問(wèn)題2】核外電子應(yīng)如何填入簡(jiǎn)并軌道（能量相同的原子軌道）？元素符號(hào)軌道表示式推測(cè)依據(jù)推測(cè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題電子排布式CN2個(gè)電子如何排入2p的3個(gè)原子軌道？3個(gè)電子如何排入2p的3個(gè)原子軌道？√√規(guī)則二：洪特規(guī)則

基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。規(guī)則三：能量最低原理

在構(gòu)建基態(tài)原子中，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。1.能量越低越穩(wěn)定，這是自然界的一個(gè)普遍規(guī)律。2.能量最低原理強(qiáng)調(diào)的是電子排布要使“整個(gè)原子的能量最低”。構(gòu)造原理中存在能級(jí)交錯(cuò)，如電子按照3p→4s→3d的順序填充，但是不能認(rèn)為3d軌道的能量一定大于4s軌道，只是電子按照這樣的順序填充后，能使整個(gè)原子的能量最低。3.這是電子排布的根本原則，無(wú)論何種電子排布規(guī)則，都是為了使整個(gè)原子的能量最低。原子符號(hào)電子排布圖原子符號(hào)電子排布圖NaMgAlSiPSClAr【練習(xí)】1.根據(jù)核外電子排布規(guī)律，請(qǐng)大家書(shū)寫(xiě)11到18號(hào)基態(tài)原子的電子排布圖。任務(wù)三運(yùn)用原子核外電子排布規(guī)則電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s212【練習(xí)】2.書(shū)寫(xiě)基態(tài)Fe的核外電子排布式和軌道表示式。【思考討論】為什么基態(tài)Fe的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p63d8？

根據(jù)構(gòu)造原理，電子按照3p→4s→3d的順序填充，整個(gè)原子的能量最低。因此，3p6后還有8個(gè)電子，優(yōu)先填充4s2，余下按照3d6填充。書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，仍將能層低的寫(xiě)在左邊，以1s22s22p63s23p63d64s2的形式呈現(xiàn)?！?s↑↓2s↑↓↑↓↑↓2p↑↓↑↓↑↓3p↑↓↑↑↑↑3d↑↓3s↑↓4s軌道表示式：信息提示：洪特通過(guò)分析光譜實(shí)驗(yàn)的結(jié)果指出，能量相同的原子軌道在全充滿(mǎn)（如d10）、半充滿(mǎn)（如d5）和全空（如d0）狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低。（洪特規(guī)則特例）

【練習(xí)】3.書(shū)寫(xiě)21~30元素（需熟知、記憶）的基態(tài)原子價(jià)層電子軌道表示式。鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn↑↑3d↑4s↑↑↑↑↑3d↑↓4s↑↑↑3d↑↓4s↑↑↑↑↓↑↓3d↑↓4s↑↓↑↑↑3d↑↓4s↑↓↑↓3d↑4s↑↓↑↓↑↓洪特規(guī)則特例1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1S2而不是1S12S1?

氦原子核外有2個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理和泡利原理，基態(tài)氦原子的2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在能量最低的1S軌道中。且1S和2S能量相差較大，所以不會(huì)出現(xiàn)2個(gè)電子單獨(dú)分占1S、2S軌道的情況。【深度思考】2.為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是

，而不是

？

氮原子核外有7個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理和泡利原理，基態(tài)氮原子先有2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在1S軌道中，又有2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在2S軌道中；根據(jù)洪特規(guī)則，余下的3個(gè)電子以自旋平行的方式分別填充在3個(gè)取向不同但能量相同的2p軌道中。【深度思考】

根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)電子排布式，基態(tài)鉀原子為1s22s22p63s23p64s1，基態(tài)鈣原子為1s22s22p63s23p64s2，且鉀和鈣的光譜也證實(shí)了它們的最外層電子為4S1和4S2，而不是3d1和3d2，說(shuō)明鉀和鈣這樣的電子排布符合能量最低原理。3.為什么基態(tài)K和Ca的價(jià)電子是4S1和4S2，而不是3d1和3d2？【深度思考】2.下列原子中未成對(duì)電子最多的是

()

A．C

B．O

C．P

D．Cr1.下列電子排布圖能表示氮原子的最低能量狀態(tài)的是

()A

【課堂反饋】

D

↑↑3d↑4s↑↑↑3.A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁?(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子,次外層有2個(gè)電子,該基態(tài)原子的軌道表示式為

。

(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子與C元素的正一價(jià)離子的電子排布式都與氬原子相同,B元素的符號(hào)為

,C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

。

(3)D元素正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿(mǎn),D的元素符號(hào)為

,其基態(tài)原子的電子排布式為

。

(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿(mǎn),N層沒(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子,E的元素符號(hào)為

,其價(jià)層電子軌道表示式為

。

ClFe1s22s22p63s23p63d64s2Cu【課堂反饋】核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)