第一节第二课时构造原理与电子排布式课件高二下学期化学(人教版2019)选择性必修2

第一章第一节第2课时《原子结构》人教版选择性必修2知识回顾一、能层与能级1、能层(n)：按能量的差异，可以将多电子原子的核外电子分成不同的能层。

2、能级（l）：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也有差异，还可以把它们分成不同的能级。能层越高，离核越远，能量越高：E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)能层（n）KLMNO能级（l）…最多容纳的电子数…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026（3）通常同一能层中各能级的能量顺序是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)（1）任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。（4）以s、p、d、f……排序的各能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。2818322n2知识回顾（2）每一能层中能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)学生活动

活动1：根据已学的知识，试写出铁原子的原子结构示意图。铁原子猜想一：

+2628151铁原子猜想二：

××+262888铁原子猜想三：

+2628142√定律,在变化过程中,Co的质量没有变,假设原始固体质量为100g,则n(Co)=心：(3+3)×=3，共含9个硒原子。该正六棱柱的体积为a2bcm3。则该1．在甲、乙两个恒容密闭容器中分别进行下列两个可逆反应，甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。其中能表明甲、乙两个容器中反应都达到平衡状态的是()另取10.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀4.66g,则n()(2)起始时c(CO)＝1mol/L，c(H2)＝0.5amol/L，c(CH3OH)＝3.7mol/L，Qc＝c（CH3OH）c（CO）·c2（H2）＝3.71×（0.5a）2＝14.8a2，该反应逆向进行说明Qc>K，即14.8a2>0.148，解得a<10，又a为非负数，故0≤a＜10。过阳膜进入产品室,与通过阴膜进入产品室的反应生成1molH3BO3,正15.推导下列元素，回答有关问题：Na2SO4+11H2O,其离子反应方程式为+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2+NH3中的孤电子对N—H键的排斥力变小，故钴,滤液中加入碳酸钠调节溶液pH,沉淀锂离子形成碳酸锂,得到滤液X的主要溶质思考讨论

问题1、每一能层最多可以容纳的电子数目是2n2，为什么原子的最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)？阅读教材：请同学们阅读课本第8-10页。7654321核

外

电

子

填

充

顺

序

图

1.构造原理：以光谱学事实为基础，随着核电荷数的递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。

三、构造原理与电子排布式资料卡片

屏蔽效应：处理多电子原子时，认为其它电子对某个电子

i

的排斥，相当于其它电子屏蔽住原子核，抵消了一部分核电荷对电子

i

的吸引力，这种现象称为其他电子对电子

i

的屏蔽作用。••

•原子核电子i多电子原子能级和徐光宪规则资料卡片多电子原子能级和徐光宪规则

钻穿效应：能层n相同、能级l不同时，l越小的电子，它本身的钻穿能力越强，离核越近，它受到其它电子对它的屏蔽作用就越弱，能量就越低Ens<Enp<End<Enf。资料卡片

多电子原子能级和徐光宪规则4s能级电子钻穿能力强，有相当的概率出现在核附近，它的第一个峰钻穿到3d的主峰之内，部分避开了3d电子对它的屏蔽作用，反过来削弱了原子核对3d电子的吸引力，所以E(4s)<E(3d)。解析：若x＜4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1＞c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误附近生成H2SO4,所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOH,为阳离子交换膜,硫酸根①无论达到平衡与否，同向的速率(或物质反应量)之比总是符合化学方程式中化学计量数之比。D.采用催化转化技术将汽车尾气中的NOx和CO转化为无毒气体(3)炉(灶)膛材料的选择解析：(1)①反应B是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO的产率增大。②由题图1可知在250℃时CH3OH的产率最高，所以获取CH3OH最适宜的温度是250℃。使用催化剂可以增大反应速率，但是不能使平衡发生移动，故不能提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，a项不符合题意；反应A是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，b项符合题意；增大CO2和H2的初始投料比，相当于c(H2)不变，增大c(CO2)，平衡正向移动，但是CO2的平衡转化率减小，c项不符合题意；初始投料比和容器体积不变，增大反应物的浓度，平衡正向移动，有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，d项符合题意。(3)由题图2可知，CO2的平衡转化率随温度升高而降低，所以该反应的正反应为放热反应。该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应5.0MPa、4.0MPa、3.0MPa。则5.0MPa、240℃时，CO2的平衡转化率为0.8，用“三段式”法进行计算：7.D由图可知,甲室电极与电源正极相连,为阳极室,Cl-放电能力大于OH-,所的pH=10时,溶液中c(H+)=10-10mol·L-1,c(OH-)=10-4mol·L-1,则Ksp[Co(OH)2]铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液通过离子交换膜d生成硫酸,为阴离子交换膜,故B正确;浓差电池中,Cu(1)电极空间形状与FeO4相同，是正四面体，铁的“四氧化物”分子中，正六价的铁核外为硫酸钠。(1)正极材料含有LiCoO2及少量Al、Fe等,加入稀H2SO4、Na2S2O3,答案:(1)+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2++11H2O(2)Al(OH)3、资料卡片多电子原子能级和徐光宪规则

我国著名化学家北京大学徐光宪教授，根据光谱实验数据，对基态多电子原子的能级高低提出一种定量的近似规则，即n+0.7l值越大，能级越高，并把

n+0.7l值的第一位数字相同的各能级组合为一组，称为一个能级组。

能级

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6pn+0.7l

1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.76.06.16.46.7能级组

123456组内电子数

288181832能级交错思考讨论

问题1、为什么原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)？次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个？

由于能级交错的原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满时(最多容纳8个电子)，下一个电子不是填入nd，而是优先填入(n＋1)s轨道中，从而形成新的能层，因此最外层电子数不可能超过8个。

同理，若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E

(n－1)f>E(n＋1)s>Enp，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个能级最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。例如，原子最外层是第五能层，次外层就是第四能层，由于E4f>E6s>E5p，当第六层出现之前，次外层(第四层)只有在4s、4p和4d能级上有电子，这三个能级最多可容纳18个电子，也就是次外层不超过18个电子。练习：根据构造原理，试试写出钠、钾、铁基态原子的电子排布式？

2.电子排布式：原子核外电子排布的一种表示方式。用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。

活动2：阅读课本P9表1-1，总结电子排布式的书写原则。思考讨论问题2：根据构造原理，写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡基态原子的电子排布式？有没有发现它们的共同点？2He:1s210Ne:1s22s22p618Ar:1s22s22p63s23p636Kr:1s22s22p63s23p64s24P654Xe:1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P686Rn:1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6×√√√√×=0.004mol,根据方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O====K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4A.成语“百炼成钢”“蜡炬成灰”中均包含了化学变化炉(灶)膛材料采用隔热的耐高温材料。可以减少热量的流失，可以防止炉(灶)膛熔融(或熔裂)而脱离。0.002mol,所以NOSO4H消耗的n()=0.06L×0.1000mol·L-1-0.002mol7.D由图可知,甲室电极与电源正极相连,为阳极室,Cl-放电能力大于OH-,所mol,m(Co)=59×g;在1000℃时,固体质量不再变化,说明Co(OH)2完全(2)①合成氨反应中所有物质均为气体，是气体总物质的量减小的放热反应。容器体积为2L，气体的总质量不变，所以气体密度始终保持不变，A项错误；2v正(H2)＝3v逆(NH3)，正、逆反应速率之比符合化学计量数之比，说明反应达到化学平衡状态，B项正确；容器体积不变，通入氩气不影响反应混合物的浓度，不影响化学平衡，C项错误；该反应是放热反应，由题图可知T2>T1，则Ka<Kb＝Kc，D项正确。②v(H2)＝32v(NH3)＝32×1mol15min×2L煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大。答案:(1)+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2++11H2O(2)Al(OH)3、【解析】本题主要考查化学与药品之间的关系,侧重考查学生对基础知识的认知能力。乙醇和水均含有羟基,二者能互溶,A项正确;NaClO具有较强的氧化性,通过氧化灭活病毒,B项正确;过氧乙酸的分子式为C2H4O3,相对分子质量为2×12+1×4+3×16=76,C项正确;氯仿(CHCl3)的化学名称是三氯甲烷,D项错误。解析：(1)①反应B是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO的产率增大。②由题图1可知在250℃时CH3OH的产率最高，所以获取CH3OH最适宜的温度是250℃。使用催化剂可以增大反应速率，但是不能使平衡发生移动，故不能提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，a项不符合题意；反应A是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，b项符合题意；增大CO2和H2的初始投料比，相当于c(H2)不变，增大c(CO2)，平衡正向移动，但是CO2的平衡转化率减小，c项不符合题意；初始投料比和容器体积不变，增大反应物的浓度，平衡正向移动，有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，d项符合题意。成CoSO4,反应化学方程式为8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4====4Li2SO4+8CoSO4+H—N中氢原子均带正电，不符合题意；c.B—H中氢原子带负电，H—N中氢原子(3)炉(灶)膛材料的选择2He:1s210Ne:1s22s22p618Ar:1s22s22p63s23p636Kr:1s22s22p63s23p63d104s24P654Xe:1s22s22p63s23p63d104s24P64d105s25P686Rn:1s22s22p63s23p63d104s24P64d104f145s25P65d106s26P6

已知电子排布式可以简化，如钠和钾的电子排布式可以分别简化为：[Ne]3S1和[Ar]4S1。请问方括号里符号的意义是什么？思考讨论练习：请分别写出26Fe、33As和35Br

基态原子的简化电子排布式。问题3：As、Br和Fe元素常见的化合价是什么？找找化合价与电子排布式之间的联系。思考讨论价电子：一般指最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子（即最外层电子）。过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子（即最外层电子和部分内层电子）。问题4：写出25Mn、23V基态原子的价层电子排布式，试推测25Mn、23V两种元素可能的化合价。思考讨论25Mn:3d54s2Mn元素常见化合价有：+2、+3、+4、+5、+6、+723V:3d34s2V元素常见化合价有：+2、+3、+4、+5原子的核外电子排布课堂小结排布规律表示方法电子排布式简化的电子排布式价电子排