202X_202X学年高中化学第1章第2节第1课时基态原子的核外电子排布课件鲁科版选修3

1、第1章第2节 原子结构与元素周期表1.了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序。2.掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写136号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布。3.学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引1.能量最低原则(1)能量最低原理基态原子的核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量 。(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：1s、2s、2p、 、5p、6s这是从实验得到的一般规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。一、基态原子核外电子排布原则 基础知识导学答案最低3s、3p、4s、3d

2、、4p、5s、4d答案2.泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳 个电子，并且这两个电子的自旋方向必须 ，或者说一个原子中不会存在 个量子数完全相同的电子。3.洪特规则对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占_ _并且自旋方向。两相反四轨道不同相同答案议一议1.根据基态原子核外电子排布原则思考：(1)为什么每个电子层最多容纳2n2个电子？答案答案各电子层上的能级数目电子层序数n，根据泡利不相容原理，每个原子轨道最多只能容纳2个电子，所以每个电子层最多容纳2n2个电子。(2)为什么原子核外最外层的电子不超过8个？次外层不超过18个电子？答案答案由于E(nd)E(n1)s，当ns

3、和np轨道电子排满时，多余的电子不是填写入nd轨道，而是首先填入(n1)s轨道，因此最外层电子数不可能超过268。同理次外层由(n1)s(n1)p(n1)d组成，所容纳的电子数不大于261018。答案2.指出下列核外电子排布的书写分别违背了什么原则。(1)2p轨道上有3个电子的原子：答案答案违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。(2)2p轨道上有2个电子的原子：答案答案违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。答案(3)4s轨道上有2个电子的原子：答案答案违背了泡利不

4、相容原理，一个原子轨道最多只容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向相反。(4)3d轨道上有8个电子：答案答案违背了泡利不相容原理，一个原子轨道最多只容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向相反。二、基态原子核外电子排布的表示方法答案1.电子排布式可简单写为nlx，其中n为主量子数，x为电子数，角量子数l用其所对应的符号表示。如Li原子的电子排布式为，Al原子的电子排布式为 。2.轨道表示式用小圆圈(或方框、短线)表示一个给定量子数n、l、m的原子轨道，并用“”或“”区别自旋状态不同的电子。如基态O原子的轨道表示式为_或_ 。1s22s11s22s22p63s23p1答案议一议1.元素周期表中钠的

5、电子排布式写成Ne3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、14号、26号元素的电子排布式。答案答案方括号里符号的意义是稀有气体元素原子的结构，表示该元素前一周期的稀有气体元素原子的电子排布结构。O：He2s22p4；Si：Ne3s22p2；Fe：Ar3d64s2。2.电子排布式的书写顺序与核外电子填充轨道的顺序一定相同吗？答案答案不一定相同。电子排布式的书写顺序为按电子层由里到外和s、p、d的顺序，而核外电子填充轨道的顺序是按照基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序，即1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s答案1.洪特规则特例(1)内容：能量相同的原子轨

6、道在 (如p6和d10)、(如p3和d5)和 (如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。(2)举例：写出下列基态原子的电子排布式。Cr: 。Cu： 。三、1936号元素的基态原子的核外电子排布全充满半充满全空1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1答案2.价电子(1)定义：与元素的 密切相关的 轨道上的电子，称为价电子。(2)规律：主族元素价电子数 主族族序数。(3)举例：写出下列基态原子的价电子元素的排布式。Na： ，Cl： , Fe： 。化学性质外层等于3s13s23p5 3d64s2返回答案议一议1.所有元素的价电子数都等于其原子

7、的最外层电子数吗？答案答案不一定等于。价电子是指与元素化学性质有密切关系的电子。主族元素的价电子就是元素原子的最外层电子，过渡元素的价电子不仅是最外层电子，还包括次外层电子，某些元素的倒数第3层电子也是价电子。如铁原子3d轨道上的电子也能参与化学反应，也属于价电子。2.为什么Fe3的稳定性强于Fe2？答案答案基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，当失去4s轨道上的2个电子时变成Fe2，Fe2价电子排布式为3d6，而Fe3的价电子排布式为3d5,3d轨道为半充满稳定结构。一、基态原子核外电子排布原则 重点难点探究1.能量最低原则基态原子按能量顺序1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、

8、5s、4d、5p、6s即按ns、(n2)f、(n1)d、np顺序排布。能量高低：nsnpndnf,1s2s3s,2p3p4p。2.泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。如2s2的电子排布为 ，不能为 。3.洪特规则(1)原子核外电子在能量相同的各个原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，这样整个原子的能量最低。如2p3轨道上的电子排布为 ，不能为 或 。(2)洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如Cr：3d54s1，不能为3d

9、44s2；Cu：3d104s1，不能为3d94s2。基态原子核外电子排布必须同时符合核外电子排布三原则。关键提醒 例1 下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_(填序号，下同)，违反能量最低原则的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利不相容原理的是_。Ca2：1s22s22p63s23p6F：1s22s23p6P原子的最外层电子轨道表示式为 Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2O： Sc：1s22s22p63s23p63d3Ti：1s22s22p63s23p10解析答案不正确，违反泡利不相容原理，正确的应为 。不正确，违反了洪特规

10、则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同，正确的应为 。解析解析、正确。不正确，违反了能量最低原则，2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6。不正确，违反洪特规则，能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1。解析答案不正确，违反了能量最低原则，应先排4s轨道，再排3d轨道，正确的应为1s22s22p63s23p63d14s2。不正确，违反了泡利不相容原理，3p共有三个轨道，最多只能排6个电子。答案答案 过渡元素阳离子的电子排布看作是在原子电子排布的基础上，由

11、外层向内层的顺序失去相应数目的电子。不能先失电子再按电子排布原则排布电子。如Cr3的价电子排布为3d3而不是3d14s2。解题反思解析答案变式训练1在能量相同的d轨道中电子排布成 ，而不排布成 ，最直接的依据是( )A.能量最低原则 B.泡利不相容原理C.原子轨道能级图 D.洪特规则解析解析洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。D解题反思 书写基态原子的轨道表示式时，要兼顾三条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误：(1)违反泡利不相容原理： 。(2)违反洪特规则： 或 。(3)违反能量最低原则： 。二、基态原子核外电子排布方法1.原

12、子核外电子排布表示方法原子结构简(示意)图圆圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线内数字表示该电子层中的电子数电子排布式用数字在能级符号右上角标明能级上排布的电子数K：1s22s22p63s23p64s1轨道表示式每个圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 K： 2.电子排布式的书写(1)简单原子的电子排布式的书写按照基态原子核外电子排布顺序将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如：6C：1s22s22p2,19K：1s22s22p63s23p64s1。(2)复杂原子的电子排布式的书写先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。如26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s2

13、2p63s23p64s23d6，然后将同一层的排列一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(3)特殊原子的电子排布式如24Cr：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5较3d4稳定，因此需要将4s2的一个电子调整到3d能级，得1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满，稳定)。29Cu：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10比3d9更稳定，因此需要将4s2的一个电子调整到3d能级

14、，得1s22s22p63s23p64s13d10(3d10为全充满，稳定，4s1为半充满，稳定)。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(4)简化电子排布式的书写为避免电子排布式书写繁琐，可把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“”表示。如S：Ne3s23p4，Ca：Ar4s2，Fe：Ar3d64s2，Ge：Ar3d104s24p2。(5)简单离子电子排布式的书写先写原子的电子排布式，然后再得失电子。例如：O2的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子知O2的电子排布式为1s22s22p6

15、。Fe3的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为Ar3d64s2，再失去3个电子(由外层向里层失去电子)得到Fe3电子排布式为Ar3d5，而不能先失去3个电子，再按轨道能量顺序写成Ar3d34s2。3.电子排布式书写中的典型错例(1)3d与4s书写顺序颠倒1s22s22p63s23p64s23d6()1s22s22p63s23p63d64s2()电子排布按能量由低到高顺序，电子排布式书写按电子层数由小到大、能级由低到高顺序。如：Fe(2)违背洪特规则1s22s22p63s23p63d44s2()1s22s22p63s23p63d54s1()如：Cr3d94s2()3d104s1()Cu(3)简

16、化电子排布式Na3s1()Ne3s1()如：NaAr4s24p5()Ar3d104s24p5()Br“”中应为该元素上一周期的稀有气体元素。相关视频例2按要求写出电子排布式、原子结构示意图或轨道表示式。(1)基态Ni原子的电子排布式：_。解析答案解析解析Ni 的原子序数为28，根据核外电子填充顺序和能量最低原则、泡利不相容原理可知基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar3d84s2。1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar3d84s2(2)基态Cu的电子排布式：_。解析解析基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去1个电

17、子所得Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(3)基态P原子的价电子排布式：_。 解析答案解析解析P原子最外层为第3层，且有5个电子，所以其价电子排布式为3s23p3。3s23p3(4)Fe原子结构示意图：_。解析解析Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子结构示意图为 。解析答案(5)17Cl的轨道表示式_。解析解析Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，轨道表示式为 。(6)第4周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式_。解析解析 第4周期最外层只有1个电

18、子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1。Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1解题反思(1)书写电子排布式时，不是按电子排布顺序书写，而是按电子层顺序，同一电子层按能级顺序连在一起。(2)离子电子排布式书写时，先写原子的电子排布式，然后再得失电子。(3)基态原子失电子时，由外层向里层，同层则按能级由高到低顺序失电子。变式训练2下列基态原子的价电子排布式中，正确的是( )A.3d94s2 B.3d44s2 C.4s25p3 D.3d74s2解析答案解析解析根据电子填入轨道的

19、顺序和核外电子的排布规律， A应为3d104s1 ； B应为3d54s1；C应为4s24p3；D正确。D返回价电子排布式：只表示与元素的化学性质相关的价电子排布式。主族元素的最外层电子排布式为价电子排布式。第4周期元素的价电子排布式为3d和4s上的电子排布式。解题反思解析解析对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并自旋方向相同。若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p 3p ，它违背了洪特规则。1.若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p 3p ，它违背了()A.能量守恒原理 B.泡利不相容原理C.能量最低原则 D.洪特规则D 随堂达标检

20、测解析答案2.以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是()D解析答案 B. C.1s2 D.解析解析A项只能表示最外层电子数；B项只表示核外的电子分层排布情况；C项具体到各能层的电子数；而D项包含了电子层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。3.以下核外电子的表示方法中，能表示该原子处于能量最低状态的是( )D解析答案解析解析A不符合洪特规则，2p轨道上的3个电子分占三个轨道时能量最低；B为F的轨道表示式；C中Fe原子序数为26，而不是25。C.Fe：Ar3d54s2D.Cu：Ar3d104s14.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )A.K：1s22s22p

21、63s23p6B.F：1s22s22p5C.S2：1s22s22p63s23p4D.Ar：1s22s22p63s23p6C解析答案解析解析根据泡利不相容原理和能量最低原则， S2是在原子得2个电子后形成的稳定结构，所以第3电子层中的电子排布式为3s23p6。5.回答下列问题：(1)“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍”，支持这一结论的理论是_(填字母，下同)A.构造原则 B.泡利不相容原理C.洪特规则 D.能量最低原则B解析解析根据泡利不相容原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋状态相反的电子，所以每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B符合题意。解析答案(2)下

22、列3d轨道的轨道表示式正确的是_。b解析解析a、d中同一原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；c中有空轨道，违反了洪特规则。解析答案(3)下列原子的价电子排布式(或价电子轨道表示式)中，哪一种状态的能量较低？试说明理由。氮原子：A.B.钠原子：A.3s1B.3p1铬原子：A.3d54s1B.3d44s2碳原子： A.B. 解析答案解析解析据洪特规则，电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，故选B，选A；据能量最低原则，核外电子先占有能量低的轨道，再占有能量高的轨道，中由于s轨道的能量低于p轨道的，故选A；中A项的d5为半充满状态，为相对稳定的状态

23、，B项不是，所以选A。答案答案B；A中原子的价电子排布违反了洪特规则。A；B中原子的价电子排布违反了能量最低原则。A；B中原子的价电子排布违反了能量最低原则。A；B中原子的价电子排布违反了洪特规则。6.按要求填空：(1)写出下列基态原子或基态离子的电子排布式：B：_；V：_；Ga：_；Ge：_。N3：_；Ni2：_；Cr3：_；Mn2：_。1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p21s22s22p1或He2s22p11s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s21s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p11s22s22p63s23p63d5或Ar3d51s22s22p6或He2s22p61s22s22p63s23p63d8或Ar3d81s22s22p63s23p63d3或Ar3d3答案(2)2p轨道上最多只能排布6个电子，其依据的规律是_。解析解析泡利不相容原理是指每个原子轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，2p有3个轨道，最多容纳6个电子。泡利不相容原理解析答案(3)氧元素基态原子核外未成