2.1.2 原子核外電子的排布 課件 高二下學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修2

專題2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第一單元

原子核外電子的運(yùn)動2.1.2原子核外電子的排布課標(biāo)要求

？原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)電子層原子軌道電子自旋

為了確定原子核外電子所處的原子軌道，人們需要討論原子核外電子排布。科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，電子是按一定順序填充的，填滿一個能級之后再填下一個能級，這種規(guī)律稱為構(gòu)造原理。原子核外電子的運(yùn)動（也稱原子核外電子的排布）遵循構(gòu)造原理的三大內(nèi)容：能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則一、基態(tài)原子核外電子排布的表示方法

原子核外電子先占據(jù)能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道（圖2-7），這樣使整個原子處于能量最低的狀態(tài)，從而滿足能量最低原理。能量最低原理：每一行對應(yīng)一個能層每個小圈表示一個能級KLMN根據(jù)圖2-7列出原子核外電子排布的順序，并分析其中的規(guī)律。

電子所排的軌道順序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……，這是實驗得到的規(guī)律，適用于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。能級錯位1s2→2s2→2p6→3s→3p→4s→3d→4p…

根據(jù)能量最低原理和每個能級最多能容納的電子數(shù)，完成以下內(nèi)容。提示：電子數(shù)標(biāo)在各能級右上角262106KLMMNN

根據(jù)原子核外電子排布的原則，我們可以用電子排布式和軌道表示式表示原子的核外電子排布。1、電子排布式：用能級符號來表示核外電子排布的式子11Na原子電子排布式：能層序數(shù)能級符號該能級上排布的電子數(shù)1s22s22p63s1MKL簡化的原子電子排布式：

為了避免電子排布式書寫過繁，可以把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫成“原子實”，以稀有氣體的元素符號外加方括號表示。常用的原子實：2[He]、10[Ne]、18[Ar]注意：內(nèi)層電子，通常不參與成鍵。1s22s22p63s1[Ne]3s1基態(tài)鈉原子的電子排布式：請根據(jù)構(gòu)造原理寫出25Mn的核外電子排布。第一步：根據(jù)構(gòu)造原理列出能級排布的順序第二步：將核外電子依次填入其中能級排布順序1s2s2p3s3p4s3d4p填充電子數(shù)25Mn：1s22s22p63s23p63d54s2[Ar]3d54s2第四周期18+7書寫原子核外電子排布式的方法步驟：2262625注意：書寫時依舊按電子層的順序書寫

某基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，下列說法中不正確的是（

）A.該元素基態(tài)原子中共有25個電子B.該元素原子核外有4個電子層C.該元素原子最外層共有2個電子D.該元素原子M電子層共有8個電子理解應(yīng)用D2、軌道表示式（電子排布圖）

軌道表示式又稱電子排布圖,即將每一個原子軌道用一個方框表示,在方框內(nèi)標(biāo)明基態(tài)原子核外電子分布的式子，是表述電子排布的一種圖式?！?s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓1s22s22p63s1Na方框表示原子軌道能量相同的原子軌道的方框相連一個方框表示一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子，軌道下方要標(biāo)明軌道類型。成對電子未成對電子泡利不相容原理

每個原子軌道上最多容納兩個自旋狀態(tài)不同的電子。（用“↓↑”表示）。2s2√×——填多少↓↑↑↑洪特規(guī)則

原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占在不同的原子軌道上，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低。2p3↑↓

↑

↑

↓

↑

↑

↑

↑××√——怎么填3、原子外圍電子（價電子）排布式:

在化學(xué)反應(yīng)中，一般是原子的外圍電子（對于主族元素的原子而言，外圍電子就是最外層電子）發(fā)生變化。所以，描述原子核外電子排布時，也可以僅寫出原子的外圍電子排布式。通常參與成鍵8O：2s22p4

13Al：3s23p1副族元素：外圍電子=最外層電子數(shù)+次外層d軌道的電子[Ne][Ar]3d10ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBVIIIⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅠAⅡA0族

主族元素中哪些元素的原子只有一個未成對電子？哪些元素的原子只有兩個未成對電子？哪些元素的原子有三個未成對電子？主族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價層電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBVIIIⅠBⅡB21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn外圍電子排布未成對電子數(shù)

3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s212365432101.根據(jù)原子核外電子的排布原則，你認(rèn)為氟原子核外的9個電子應(yīng)該排布在哪些軌道上？1s、2s、2p學(xué)以致用2.試根據(jù)原子核外電子排布所遵循的規(guī)律分析下列各元素原子的核外電子排布情況，按照原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子排布式和軌道表示式的書寫規(guī)則，將下列表格填寫完整。712351s22s22p63s23p63d104s24p5[Ar]3d104s24p53.與同學(xué)討論第4周期元素鉻（原子序數(shù)為24）原子和鐵（原子序數(shù)為26）原子的電子排布式，將你寫的電子排布式與圖2-8中給出的原子外圍電子排布式進(jìn)行比較。學(xué)以致用24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1

或[Ar]3d54s126Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

或[Ar]3d64s2為什么鉻原子的核外電子排布式是[Ar]3d54s1，而不是[Ar]3d44s2？1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2→3d10→4p6

有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有1個電子的偏差。因為能量相同的原子軌道（簡并軌道）在全充滿、半充滿、全空狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。相對穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿：p6、d10、f14半充滿:p3、d5、f7全空:p0、d0、f0洪特規(guī)則特例洪特規(guī)則特例：全空、半充滿、全充滿時相對穩(wěn)定銅原子的核外電子排布有兩種可能：[Ar]3d104s1和[Ar]3d94s2。哪一種是合理的？

第4周期的19號元素鉀的原子核外共有19個電子。根據(jù)光譜實驗的結(jié)果，鉀原子的最外層電子處于4s軌道而不是3d軌道，鉀原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1

或[Ar]4s1

同樣，20號元素鈣原子的最外層兩個電子也處于4s軌道，鈣原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2

或[Ar]4s2

多電子原子的原子軌道的能量高低順序，是概括了大量實驗事實后總結(jié)出的一般規(guī)律，適用于絕大多數(shù)原子的核外電子排布。然而，第5、6、7周期的某些元素的原子核外電子排布的實驗測定結(jié)果，并不符合圖2-7所示的原子核外電子排布的軌道能量順序。因此，原子的核外電子排布，要以實驗測定的結(jié)果為準(zhǔn)。根據(jù)Fe原子與其相應(yīng)離子的核外電子排布式，思考以下問題。觀察思考26Fe：1s22s22p63s23p63d64s226Fe2+

：1s22s22p63s23p63d626Fe3+

：1s22s22p63s23p63d5[Ar]3d5[Ar]3d6[Ar]3d64s2原子失電子的順序為：從外層到內(nèi)層逐漸失去多電子原子體系中電子的填充順序與失去順序是不同的。失去e-失去2e-練習(xí)：請分別寫出Cu、Cu+、Cu2+的電子排布式。29Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1。理解應(yīng)用基態(tài)原子、簡單離子的電子排布式先寫原子的電子排布式→再考慮價層電子的電子得失的情況。

寫出氧原子、鈉原子、氯原子、氧離子、鈉離子、氯離子、硫離子的電子排布式。1s22s22p41s22s22p63s11s22s22p63s23p5核外電子排布書寫的解決模型分析目標(biāo)微粒種類看清是什么電子并注意區(qū)分注意要求書寫的是電子排布式還是軌道表示式（電子排布圖）規(guī)范書寫原子、離子最外層電子、價電子、最高能級電子、某能層電子等遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則

注意：24Cr、29Cu、19K:4s1

夜幕降臨，我們會看到五光十色的霓虹燈將城市的夜景裝扮得分外美麗；盛大節(jié)日時，我們常能觀賞到五彩斑斕的焰火將都市的夜空點(diǎn)綴得絢麗奪目。此時你是否想過，這番美景是如何產(chǎn)生的？為什么會產(chǎn)生各種顏色的光？交流討論在通常情況下，原子核外電子的排布總是使整個原子處于能量最低的狀態(tài)。

當(dāng)處于能量最低狀態(tài)的原子吸收能量后，電子從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道上，如從1s躍遷到2s、3p……電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，將釋放出能量。

我們在日常生活中看到的霓虹燈光、激光、焰火等，都與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。激發(fā)態(tài)KLMN能量能量KLMN光是電子躍遷釋放能量的重要形式之一。處于最低能量狀態(tài)的原子叫基態(tài)原子;當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級成為激發(fā)態(tài)原子。釋放能量吸收能量基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子（最低能量）（較高能量）（穩(wěn)定）（不穩(wěn)定）DC基態(tài)原子，能量最低A、B、C激發(fā)態(tài)原子一個電子由1S躍遷到2S兩個電子由1S躍遷到2S和2P兩個電子由1S躍遷到2P原子的發(fā)射與吸收光譜低能量軌道電子吸收能量高能量軌道電子原子吸收光譜低能量軌道電子釋放能量原子發(fā)射光譜