基态原子的核外电子排布

基态原子的核外电子排布第1页/共38页学习目标1.了解原子核外电子的能级分布。2.掌握基态原子的核外电子排布规律，掌握常见元素(1～36号)原子的核外电子排布。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。第2页/共38页

课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用第1课时第3页/共38页课前自主学案自主学习一、基态原子的核外电子排布规则1．能量最低原则(1)能量最低原则核外电子的排布按轨道能量由____到____，由内层到外层依次排列，使整个原子处于最低的能量状态。低高第4页/共38页(2)基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序为1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s……，适用于大多数基态原子的核外电子排布。2．泡利不相容原理(1)一个原子轨道中最多容纳______电子，且这两个电子自旋方向必须_______。(2)在原子中，每个电子层最多能容纳______个电子。两个相反2n2第5页/共38页3．洪特规则(1)对于基态原子，电子在__________的轨道上排布时，将尽可能分占______的轨道并且自旋方向______。(2)洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在_________(如d10)、_______

(如d5)和_________

(如d0)状态时，体系能量低，原子较稳定。能量相同不同相同全充满半充满全空第6页/共38页二、电子排布的表达方式1．电子排布式简写为nlx，其中n为电子层数，l为角量子数，并用其所对应的符号表示，x为___________。如氧原子可表示为___________。2．轨道表示式一般用小圆圈(或方框、短线)表示一个确定的____________，用“↑”或“↓”来区别____________不同的电子。电子个数1s22s22p4原子轨道自旋方向第7页/共38页三、价电子1．与_______________密切相关的最外层原子轨道上的电子，称为价电子。2．为了便于研究化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的________排布。化学性质价电子第8页/共38页思考感悟价电子就是最外层电子吗？【提示】不是。价电子是指决定元素化学性质的电子。最外层电子是价电子，但有的内层电子也是价电子，如铁原子3d轨道上的电子也参与化学反应，也属于价电子。第9页/共38页自主体验1．在d轨道中电子排布成

，而不排布成

，其最直接的根据是(

)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：选D。根据洪特规则核外电子在同一能级上排布时将尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，由此可对选项进行判断。第10页/共38页2．(2011年黄冈高二质检)下列各原子或离子的电子排布式错误的是(

)A．Na＋

1s22s22p6B．F1s22s22p5C．Cl－

1s22s22p63s23p5D．Ar1s22s22p63s23p6解析：选C。本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级有3个轨道最多可容纳6个电子，电子总是先从能量低的能层、能级排列，Cl－应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。第11页/共38页3．写出符合下列要求的原子价电子排布式，并写出元素名称。(1)原子中3d半充满的元素：________________________________________________________________________。(2)原子中4s半充满的元素：________________________________________________________________________。第12页/共38页解析：(1)3d半充满，可能的价电子排布式为3d54s1、3d54s2，原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1、[Ar]3d54s2为24号、25号元素铬、锰。(2)4s半充满为4s1，可能的价电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1，原子的核外电子排布式为[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1分别为19号元素钾，24号元素铬，29号元素铜。答案：(1)3d54s1铬、3d54s2锰(2)4s1钾、3d54s1铬、3d104s1铜第13页/共38页课堂互动讲练要点一基态原子核外电子排布的规律1．能量最低原则：即电子尽先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。(1)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序第14页/共38页第15页/共38页(2)l相同时，n愈大，原子轨道能量愈高，如E3p>E2p。(3)n相同时，能级愈大，原子轨道能量愈高，如E3d>E3p>E3s。(4)电子层、能级不同时，在原子中的价电子在外层分布时存在原子轨道能量交错现象。如E4s<E3d<E4p，E5s<E4d<E5p。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2s轨道上的电子排布为

，不能为

。第16页/共38页3．洪特规则：(1)原子核外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，这样整个原子的能量最低。如2p3的电子排布为

，不能为

或

。第17页/共38页(2)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。第18页/共38页特别提醒：基态原子核外电子排布的三项原则是相互联系的，电子填充在原子轨道时，必须同时遵守三项原则，才能使整个原子能量最低，最稳定，所以判断核外电子排布正误时，一定要三者兼顾，综合评价。第19页/共38页

下列原子或离子的电子排布式正确的是________，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________。例1第20页/共38页①Ca2＋：1s22s22p63s23p6

②F－：1s22s23p6③P：

④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2＋：1s22s22p6

⑦C：

。第21页/共38页【解析】根据核外电子排布规律知②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中M层电子排布没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同，正确的应为：

；④中忽略了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。⑤和⑥正确，⑦违反泡利不相容原理，所以应为C：

。第22页/共38页【答案】

①⑤⑥

②

③④

⑦【误区警示】在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下几种错误：a．

(违反泡利不相容原理)b．

(违反洪特规则)c．

(违反洪特规则)第23页/共38页变式训练1下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？(1)6C

1s22s22p(2)21Sc

1s22s22p63s23p63d3(3)22Ti

1s22s22p63s23p10解析：从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则及其特例。答案：(1)洪特规则(2)能量最低原则(3)泡利不相容原理第24页/共38页要点二原子的核外电子排布的表示方法原子结构示意图意义将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子实例电子排布式意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式实例K：1s22s22p63s23p64s1第25页/共38页简化电子排布式意义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示实例K：[Ar]4s1价电子排布式意义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式实例Al：3s23p1第26页/共38页轨道表示式意义每个圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例

第27页/共38页特别提醒：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，同一电子层的各能级连在一起。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，1s22s22p63s23p64s23d6错误。第28页/共38页

按要求填空。(1)11Na的电子排布式_________________________________________。(2)20Ca的价电子排布式_________________________________________。(3)35Br－的离子结构示意图_________________________________________。(4)7N的轨道表示式_________________________________________。例2第29页/共38页【思路点拨】本题在书写核外电子排布式时应注意以下三点：(1)确定原子序数。(2)按照能量最低原则将电子排在能量由低到高的原子轨道上。(3)排布中遵循泡利不相容原理、洪特规则。第30页/共38页【解析】本题主要考查电子排布式、轨道表示式和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，价电子排布式为：4s2；35Br－的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为：

；7N的电子排布式为：1s22s22p3，轨道表示式为：

。第31页/共38页【答案】

(1)1s22s22p63s1

(2)4s2(3)

(4)

第32页/共38页【规律方法】

(1)刚接触此类题目直接书写电子排布式若有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如第33页/共38页(2)1～36号元素具有特殊性的核外电子排布①最外层只有1个未成对电子的元素：ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)，ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)，ⅦA