高中化學(xué)必修2課件第1章原子結(jié)構(gòu)121基態(tài)原子的核外電子排布（51張）

第1課時(shí)基態(tài)原子的核外電子排布第1章

第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.了解基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，會(huì)書寫1～36號(hào)元素原子的核外電子排布式和軌道表示式。3.學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)——新知探究

點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)——當(dāng)堂檢測(cè)

鞏固反饋新知導(dǎo)學(xué)1.原子核外電子排布的軌道能量順序設(shè)想從氫原子開始，隨著原子核電荷數(shù)的遞增，原子核每增加一個(gè)

，原子核外便增加一個(gè)

，這個(gè)電子大多是按下圖所示的軌道能量順序進(jìn)行填充：一、基態(tài)原子的核外電子排布原則質(zhì)子電子觀察分析下圖，討論回答下列問(wèn)題：(1)在多電子原子中，電子進(jìn)入能級(jí)的先后應(yīng)遵循的原則是什么？答案能量最低原則。電子最先排布在能量低的軌道上，然后依次排布在能量較高的軌道上。答案(2)多電子原子核外電子排布是否完全遵循電子層的順序？答案從第三電子層開始各軌道不完全遵循電子層順序，產(chǎn)生了軌道能量交錯(cuò)排列，即產(chǎn)生“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。相關(guān)視頻(3)軌道的能量高低主要是由哪些因素決定的？答案各軌道的能量由電子層序數(shù)和軌道類型共同決定，各軌道的能量高低順序，符合ns<(n－2)f<(n－1)d<np(n表示電子層序數(shù))。答案2.泡利不相容原理泡利不相容原理的內(nèi)容：一個(gè)原子軌道最多只能容納

個(gè)電子，而且這

個(gè)電子的自旋方向必須

(用“↓”“↑”表示)。例如，基態(tài)氦原子的軌道表示式為

。根據(jù)泡利不相容原理，可以獲得以下幾個(gè)重要結(jié)論：(1)每一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子只能有

個(gè)。(2)由于每一個(gè)原子軌道包括兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以每一個(gè)原子軌道最多只能容納

自旋方向

的電子。兩相反一兩個(gè)相反兩是

，而是_____________。(3)因?yàn)閟，p，d，f能級(jí)的原子軌道數(shù)分別為

,

,

,

個(gè)，所以s，p，d，f各原子軌道分別最多能容納

,

,

,

個(gè)電子。(4)每個(gè)電子層中原子軌道的總數(shù)為

個(gè)，因此，每個(gè)電子層最多能容納

個(gè)電子。3.洪特規(guī)則(1)對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占____

并且自旋方向

。這就是洪特規(guī)則。如碳原子的軌道表示式不1357261014n22n2不同的軌道相同(2)能量相同的原子軌道在

(如p6和d10)、

(如p3和d5)和_____(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。這稱為洪特規(guī)則特例。如下列基態(tài)原子的電子排布式的書寫：錯(cuò)誤正確鉻原子1s22s22p63s23p63d44s2

___________________銅原子1s22s22p63s23p63d94s2

____________________全充滿半充滿全空1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1歸納總結(jié)原子核外電子排布要遵循三個(gè)原則(1)能量最低原則：電子在原子軌道上的排布要

最低。(2)泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道中最多只能容納

且這兩個(gè)電子的自旋方向必須

(同一原子中不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子)。(3)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在相同能量的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先_________

，而且自旋方向

。提醒基態(tài)原子核外電子排布必須同時(shí)遵循核外電子排布三原則。盡可能地使原子的能量?jī)蓚€(gè)電子相反單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道相同1.在能量相同的d軌道中電子排布成

，而不排布成

，最直接的依據(jù)是A.能量最低原則

B.泡利不相容原理C.原子軌道能級(jí)圖

D.洪特規(guī)則√答案解析易錯(cuò)警示活學(xué)活用解析洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同。易錯(cuò)警示書寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，要兼顧三條原則，不能顧此失彼，防止出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：①違反泡利不相容原理：

；②違反洪特規(guī)則：

或

；③違反能量最低原則：

。2.下列原子的價(jià)電子排布式(或價(jià)電子軌道表示式)中，①②兩種狀態(tài)的能量符合①>②的是A.氮原子：①

②

B.鈉原子：①3s1

②3p1C.鉻原子：①3d54s1

②3d44s2D.碳原子：①

②

√答案解析解析A項(xiàng)，據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同，故能量①>②；B項(xiàng)，由于3s軌道能量低于3p軌道，故能量①<②；C項(xiàng)，d5為半充滿狀態(tài)，為相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，故能量①<②；D項(xiàng)，據(jù)洪特規(guī)則，對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同，故能量①<②。1.電子排布式(1)價(jià)電子①定義：與元素的

密切相關(guān)的

軌道上的電子，稱為價(jià)電子。②規(guī)律：主族元素價(jià)電子數(shù)

主族族序數(shù)。二、原子核外電子排布的表示方法化學(xué)性質(zhì)外層等于

電子排布式價(jià)電子排布式S_____________________Ca___________________Fe_______________________Cu___________________________Ge_____________________________(2)按要求填表：1s22s22p63s23p43s23p41s22s22p63s23p64s24s21s22s22p63s23p63d64s23d64s21s22s22p63s23p63d104s13d104s11s22s22p63s23p63d104s24p24s24p22.軌道表示式(1)用一個(gè)小圓圈(或方框)表示一個(gè)原子軌道，在圓圈(或方框)內(nèi)用箭頭“↑”或“↓”標(biāo)明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。以鋁原子為例，軌道表示式中各符號(hào)、數(shù)字的意義為(2)寫出下列原子的軌道表示式：①O：_______________；②Na：_________________。(3)在軌道表示式中也可以用方框表示一個(gè)原子軌道，如Na：

。(2)寫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖：①K：______；②Fe：_______；③Mg2＋：______；④Cl－：______。3.原子結(jié)構(gòu)示意圖(1)原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)(示意)圖：圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線內(nèi)數(shù)字表示該電子層中的電子數(shù)。1.主族元素原子的最外層電子稱為價(jià)電子。過(guò)渡元素原子的價(jià)電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子，有的還包括倒數(shù)第三層的f電子。2.電子排布式書寫注意問(wèn)題(1)雖然電子排布是遵循能量最低原則的，但書寫電子排布式時(shí)應(yīng)按照電子層的順序書寫。如鐵原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不寫作1s22s22p63s23p64s23d6。歸納總結(jié)(2)簡(jiǎn)化電子排布式為避免電子排布式書寫繁瑣，可把內(nèi)層電子排布達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加“[

]”表示。如S：[Ne]3s23p4，Ca：[Ar]4s2，F(xiàn)e：[Ar]3d64s2，Ge：[Ar]3d104s24p2。(3)離子的電子排布式原子轉(zhuǎn)化為離子有兩種情況：一是由原子失去電子轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子，失電子的順序與電子填入的順序有所不同，失電子時(shí)，首先失去的是最外電子層上的電子，同層則按能級(jí)由高到低失電子；二是由原子得到電子轉(zhuǎn)化為陰離子，得到的電子填入原子軌道的順序與基態(tài)原子電子的排布順序相同。(4)特殊原子的電子排布式有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。提醒元素原子的價(jià)電子排布式不一定是最外層的電子排布式，主族元素的價(jià)電子排布式是最外層電子排布式，過(guò)渡元素的最外層是價(jià)電子，但有的內(nèi)層電子也是價(jià)電子，如Fe原子價(jià)電子排布式為3d64s2。答案解析3.按要求寫出電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖或軌道表示式。(1)基態(tài)Ni原子的電子排布式：_______________________________?；顚W(xué)活用解析Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)核外電子填充順序和能量最低原則、泡利不相容原理可知基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。1s22s22p63s23p63d84s2或

[Ar]3d84s2答案解析(2)基態(tài)Cu＋的電子排布式：__________________________。解析基態(tài)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去1個(gè)電子所得Cu＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10

答案解析(3)基態(tài)P原子的價(jià)電子排布式：_______。

解析P原子最外層為第三層，且有5個(gè)電子，所以其價(jià)電子排布式為3s23p3。3s23p3答案解析(4)Zn原子結(jié)構(gòu)示意圖：___________。解析Zn原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，原子結(jié)構(gòu)示意圖為

。答案解析(5)17Cl的軌道表示式：_________________________。解析Cl的電子排布式為1s22s22p63s23p5，軌道表示式為

。

答案解析(6)第4周期中最外層僅有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的電子排布式：_____________________________。解析第4周期最外層只有1個(gè)電子的最外層電子排布式為4s1，此時(shí)3s、3p應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空、半充滿或全充滿，即其電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示

(1)電子排布式的書寫順序與核外電子進(jìn)入軌道的順序不同。電子排布式的書寫順序按電子層由里到外和s、p、d的順序，而核外電子進(jìn)入軌道的順序按照基態(tài)原子在原子軌道上的排布順序。(2)基態(tài)原子失電子時(shí)，由外層向里層，同層則按能級(jí)由高到低順序失電子。如Cr([Ar]3d54s1)→Cr3＋([Ar]3d3)答案解析4.下列基態(tài)原子的價(jià)電子排布式中，正確的是A.3d94s2

B.3d44s2C.4s25p3

D.3d74s2解析根據(jù)電子填入軌道的順序和核外電子的排布規(guī)律，A項(xiàng)應(yīng)為3d104s1;B項(xiàng)應(yīng)為3d54s1；C項(xiàng)應(yīng)為4s24p3；D項(xiàng)正確。易錯(cuò)警示√易錯(cuò)警示(1)價(jià)電子排布式只表示與元素化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的電子排布式。主族元素的最外層電子排布式為價(jià)電子排布式。第4周期元素的價(jià)電子排布式為3d和4s上的電子排布式。(2)絕大多數(shù)元素原子核外電子的排布遵循電子填充順序(構(gòu)造原理)，1～36號(hào)元素中，Cr和Cu元素具有特殊性：Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。(3)過(guò)渡元素電子排布式書寫順序與電子排布順序不一致。學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)12345解析A項(xiàng)錯(cuò)誤，2s軌道應(yīng)排滿兩個(gè)電子，且自旋方向相反；B項(xiàng)錯(cuò)誤，2p軌道的兩個(gè)電子自旋方向要相同；C項(xiàng)錯(cuò)誤，2p軌道的兩個(gè)電子應(yīng)分占兩個(gè)軌道，且自旋方向相同；D項(xiàng)正確，2p的3個(gè)軌道能量是相同的?！檀鸢附馕?1.某基態(tài)原子核外共有6個(gè)電子，分布在K與L電子層上，在下列L層分布中正確的是12345答案解析62.下列各原子或離子的電子排布式或軌道表示式表示正確的是A.Ca2＋：1s22s22p63s23p6B.F－：1s22s23p6C.P：最外層電子軌道表示式為

D.Cr：1s22s22p63s23p63d44s2√123456解析A項(xiàng)正確，符合核外電子排布規(guī)律；B項(xiàng)錯(cuò)誤，由核外電子排布規(guī)律，電子排完2s后應(yīng)排2p軌道而不是3p軌道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；C項(xiàng)錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同的原子軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的原子軌道且自旋方向相同，正確的應(yīng)為

；D項(xiàng)錯(cuò)誤，忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1。12345答案解析63.下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是A.碳原子的軌道表示式：

B.磷原子價(jià)電子軌道表示式：

C.鉻原子的價(jià)電子排布式：3d44s2D.Fe2＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2解析A項(xiàng)表示C原子的軌道表示式，正確；B項(xiàng)不符合洪特規(guī)則；C項(xiàng)不符合洪特規(guī)則特例，應(yīng)為3d54s1；D項(xiàng)Fe2＋應(yīng)為Fe原子失去4s上的兩個(gè)電子，而不是失去3d上的兩個(gè)電子，應(yīng)為1s22s22p63s23p63d6。√4.已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋2，則X元素的原子序數(shù)為A.9 B.10C.17 D.1812345解析n－1＝2，則n＝3，即最外層電子排布式為3s23p5，為氯元素?！檀鸢附馕?12345答案解析65.下列軌道表示式所表示的元素原子中，能量處于最低狀態(tài)的是√123456解析要使各原子能量處于最低狀態(tài)(即基態(tài))，核外電子必須遵循三大原則進(jìn)行排布。A項(xiàng)中2s軌道沒(méi)有排滿電子就排在了2p軌道上，顯然能量不是最低的；B項(xiàng)中2p軌道上的電子排布不符合洪特規(guī)則，三個(gè)電子各占一個(gè)p軌道且自旋狀態(tài)相同時(shí)，能量最低；C項(xiàng)中2p3為半充滿狀態(tài)，能量最低；D項(xiàng)中2p軌道未排滿就排3s軌道，能量不是最低的。故正確答案為C。答案解析1234566.按要求填空。(1)寫出下列基態(tài)原子或基態(tài)離子的電子排布式：B：_______；N3－：________；Ni2＋：_______；Ga：___________；Mn2＋：_______；Ge：____________。1s22s22p11s22s22p6[Ar]3d8[Ar]3d104s24p1[Ar]3d5[Ar]3d104s24p2123456解析B的核外有5個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p1；N原子電子排布式為1s22s22p3，N原子得到3個(gè)電子所得N3－的電子排布式為1s22s22p6；Ni的原子序數(shù)為28，基態(tài)Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2，所以Ni2＋的電子排布式為[Ar]3d8；Ga位于第4周期ⅢA族，Ga的價(jià)電子排布式為4s24p1，故Ga的電子排布式為[Ar]3d104s24p1；Mn的原子序數(shù)為25，Mn原子的電子排布式為[Ar]3d54s2，故Mn2＋的電子排布式為[Ar]3d5；Ge位于第4周期ⅣA族，Ge的價(jià)電子排布式為4s24p2，所以Ge的電子排布式為[Ar]3d104s24p2。答案解析123456(2)2p軌道上最多只能排布6個(gè)電子，其依據(jù)的規(guī)律是_______________。解析泡利不相容原理是指每個(gè)原子軌道最多容納兩個(gè)電子，且自旋方向相反，2p有3個(gè)軌道，最多容納6個(gè)電子。泡利不相容原理答案解析123456(3)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為____個(gè)，寫出3p軌道上只有兩個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào)______，M層上有兩對(duì)成對(duì)電子的原子最外層共有___種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。解析O原子核外有8個(gè)電子，其基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4,4個(gè)電子在3個(gè)軌道中排布，故未成對(duì)的電子個(gè)數(shù)是兩個(gè)。3p軌道上只有兩個(gè)未成對(duì)電子的價(jià)電子排布為3s23p2或3s23p4，核外電子數(shù)為14或16，元素符號(hào)為Si或S。M層上有2對(duì)成對(duì)電子的原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，最外層有6個(gè)電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同，所以共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。2Si或S6答案解析123456(4)1～36號(hào)元素原子中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素符號(hào)及價(jià)電子排布式：__________________________________________________________________________________