G2-选修3-1-2-1基态原子的核外电子排布

第2

节原子结构与元素周期表厦门市启悟中学高二备课组复习回顾：原子结构模型电子云←原子轨道←能量←光谱实验美丽的烟火与原子的结构有何关系?氦被称为太阳元素，因为最初是从太阳上发现的，又是如何发现的呢？氦（Helium），为稀有气体的一种。元素名来源于希腊文，原意是“太阳”。1868年法国的杨森利用分光镜观察太阳表面，发现一条新的黄色谱线，并认为是属于太阳上的某个未知元素，故名氦。氦在通常情况下为无色、无味的气体，是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦是最不活泼的元素。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂。内容回顾1、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层2、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动3、不同的轨道的能量不同电子层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……最多电子数28183250……

电子层一二三四五轨道类型1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……轨道数1491625最多电子数28183250

练习：画出下列原子的原子结构示意图NaSKSeFe？？？核外电子排布？比较下列轨道能量的高低(1)ns_____np_____nd_____nf(2)1s_____2s_____3s_____4s(3)2px_____2py_____2pz(4)3px_____2s(5)3d_____4s＜＜＜＜＜＜==＞?原子核外电子排布的表达1．电子排布式电子排布式是指用能级的符号及能级中容纳电子数值（能级符号右上角数字）表达核外电子运动的状态。如，钠原子的电子排布1s22s22p63s1。电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加方括号来表示，以简化电子排布式。以稀有气体的元素符号加方括号的部分称为“原子实”。如，钠原子的电子排布式可简化为：[He]3s1原子核外电子排布的表达2．轨道表示式轨道表示式，是表示原子核外电子排布的图式之一，又称电子排布图。用一个方框、圆圈或两条短线表示一个给定量子数n、l、m的原子轨道，用“↑”或“↓”来区别ms的不同电子。如：F9F1s2s2p1s2s2p交流与讨论：研究下列原子的轨道表示式3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p↑↓表示自旋状态不同的电子，□表示原子轨道原子核外电子的排布所遵循的原理：1、能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再由里及外依次进入能量高的轨道一、基态原子的核外电子排布【练习】请按能量由低到高的顺序写出各原子轨道。1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p…但从实验中所得的一般规律，却是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p…原子核外电子排布的轨道能量顺序7构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。构造原理2、泡利不相容原理：每个轨道最多容纳两个自旋

状态不同的电子交流研讨：碳原子C最外层的p能级上有三个轨道，写出基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布：3、洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能

分占不同的轨道，且自旋状态相同。原子核外电子的排布所遵循的原则：1．能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道2．泡利不相容原理：每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子3．洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同■能量最低原理：在不违反泡利不相容原理的前提下，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最低。下列关于氮原子的轨道表示式是否正确，为什么?思考与探索：ABCDE1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p根据原子的核外电子排布原则，写出1-18号元素基态原子的电子排布式。练习：交流与讨论1、写出11Na、13Al的电子排布式和轨道表示式，思考17Cl原子核外电子的排布，总结第三周期元素原子核外电子排布的特点2、写出19K、22Ti、24Cr的电子排布式和轨道表示式，思考35Br原子的电子排布，总结第四周期元素原子电子排布的特点，并仔细对照周期表，观察是否所有原子电子排布都符合前面的排布规律电子在原子轨道上的排布顺序

随核电荷数递增，基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道：1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p…。其中，s、p、d分别有1、3、5个轨道，每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子，当原子最外层的轨道能量相同时，最后几个电子的排布要符合洪特规则。当出现d轨道时，电子按ns、(n-1)d、np顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”。能量相同的原子轨道在全充满（s2、p6、d10、f14）、半充满（s1、p3、d5、f7）和全空（s0、p0、d0、f0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。洪特规则的特例：24Cr1s22s22p63s23p63d54s11s2s2p3s3p3d4s29Cu1s22s22p63s23p63d104s11s2s2p3s3p3d4s能量最低原则：核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。洪特规则：

对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。

小结：基态原子的核外电子排布三大原则

■原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子。每个能级最多能容纳2(2l+1)个电子。■在内层原子轨道上运动的电子能量较低，在外层原子轨道上运动的电子能量较高，因此一般化学反应只涉及外层原子轨道上的电子，人们称这些电子为价电子。■元素的化学性质与价电子数目密切相关。■价电子排布式：表示原子的价电子排布Fe原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2Fe原子的价电子排布式：3d64s2Fe原子的最外层电子排布式：4s2不一样！若是其他原子，存在相同的可能。如：Na■价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子数就是最外层电子数。副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。例如，铬的价电子层结构是3d54s1，6个价电子都可以参加成键。镧系元素还能包括倒数第三层的f电子，可通过原子轨道能量判断：ns<(n-2)f<(n-1)d<np。■若价电子全部参与成键，元素表现最高的正化合价；部分参加成键，就有多种化合价的特性。例如，铬元素的最高化合价是+6价，此外有+5、+4、+3、+2、+1价等。在非金属的主族元素中，除了第二周期元素外，一般都有nd空轨道。当这些元素跟电负性更大的元素化合时，原先最外层上的价电子可拆开进入nd轨道中，然后通过轨道杂化使这些元素表现较高的化合价。——“价电子”百度百科核外电子排布式和价电子排布式

尝试写出19～36号元素K～Kr的原子的核外电子排布式。钾K：1s22s22p63s23p64s1钙Ca：1s22s22p63s23p64s2铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6

4s14s23d54s13d64s23d74s23d104s13d104s24s24p54s24p6

铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5基态原子外层电子填充顺序：ns→(n–2)f→(n–1)d→np价电子电离顺序：np→ns→(n-1)d→(n–2)f写出基态Cr3+、Fe2+、Cu2+离子的核外电子排布式Cr3+：1s22s22p63s23p63d3Fe2+：1s22s22p63s23p63d6Cu2+：1s22s22p63s23p63d9Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Cu：1s22s22p63s23p63d104s15B：1s22s22p16C：1s22s22p2

7N：1s22s22p38O：1s22s22p49F：1s22s22p510Ne：1s22s22p624Cr：1s22s22p63s23p63d54s11s2s2p3s3p3d4s未成对电子空轨道电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。如：Na:1s22s22p63s1或Na:[Ne]3s1其中24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1和

29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1

符合洪特规则中的半满、全满状态。小结：原子核外电子排布的表示方法练习与实践1．分析下列两种核外电子的排布是否正确?A．1s22s22p33s2B．1s22s22p52．判断K原子电子排布式是否正确?A．1s22s22p63s23p63d1B．1s22s22p63s23p54s2C．1s22s22p63s23p64s1D．[Ar]4s13．某原子的第四电子层只有两个电子，则该原子第三电子层的电子数为（）A．8个B．18个C．8～18个D．8～32个练习与实践4．下列元素原子的价电子排布不正确的是（）A．20Ca4s2B．24Cr3d44s2

C．18Ar3s23d6D．28Ni3d84s25．第四周期元素原子中未成对电子数最多可达（）A．4个B．5个C．6个D．7个6．已知下列元素原子的价电子电子排布为：3s2；3s23p3；4s1；4s24p1；3d54s2，它们分别属于第几周期？第几族？最高化合价是多少？7．某元素的原子处于激发态时，核外电子排布式为1s22s22p63s23p34s1,试写出该原子基态电子排布式：__________________________，基态原子中有_______个未成对电子，该元素是______。（2011福建）30、[化学——物质结构与性质]（13分）氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：（1）基态氮原子的价电子排布式是____________。……高考怎么考？（2014福建）31．[化学一物质结构与性质](13分)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如右图所示。（1）基态硼原子的电子排布式为______________。（2013福建）31．[化学—物质结构与性质]（13分）（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：②基态铜原子的核外电子排布式为______________。[Ne]8．按要求填空：(1)Cu的原子结构示意图为______________________。(2)P的价电子排布式为_________________________。(3)Fe的电子排布式为__________________________。(4)N的轨道表示式为___________________________。(5)X元素的价电子排布式是4s24p5，X元素符号是_____。9．为什么Fe3+的稳定性强于Fe2+？当铁原子失去3个电子后，3d轨道有5个电子，是半充满状态，体系能量低，比较稳定。请精细阅读教材，关注每个知识点的呈现方式，即知识点的“源”，这就是学习化学所需要的方法。多电子原子中