【课件】原子结构第2课时-构造原理与电子排布式 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章原子结构与性质第一节原子结构

课时2

构造原理与电子排布式一、构造原理能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数结合H、He的原子结构示意图可知，电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满。电子在能级中的排布规律2对于Li和Be，当1s能级填满之后，电子优先填入能量较低的2s能级，直至填满。能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数2电子在能级中的排布规律2一、构造原理能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数22电子在能级中的排布规律对于B至Ne元素，在1s、2s能级填满后，电子填入2p能级，直至2p能级填满。6一、构造原理能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数226对于Na至Ar元素，电子首先填入3s能级。填满后，继续填入3p能级，直至3p能级填满。26电子在能级中的排布规律一、构造原理总结：核外电子在能级中的排布顺序1s2s3s2p3p根据核外电子在能层中的排布规律，请分析K中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。一、构造原理+19289+192881最外层电子数不能多于8能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数226261√思考1：若再增加一个电子，填入什么能级？4s思考2：若再增加一个电子，填入什么能级？3d1s2s3s2p3p4s3d能级交错依据光谱学事实本质使整个原子的能量最低一、构造原理构造原理：以光谱学事实为基础，从1s能级开始，随核电荷数递增，新增的电子填入基态原子能级的顺序称为构造原理。能级交错是基于光谱学事实产生的常见现象：ns→(n-2)f→(n-1)d→np思考：为什么会出现能级交错？本质：为了使得整个原子的能量最低例：21Sc的电子排布顺序为：1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2→3d1说明：能级能量高低：E(4s)＜E(3d)，是否正确？错误，如此排布只是为了使整个原子的能量最低，实际上，当Z≥21时，E(4s)＞E(3d)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7pKLMNOPQ构造原理示意图一、构造原理1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7pKLMNOPQ1s2s3s2p3p4s3d4p核外电子在能级中的排布又可以如何表示？一、构造原理按照构造原理，电子填满一个能级，开始填入下一个能级。将

上所容纳的电子数标在该能级符号

，按能层由低到高书写电子排布式。能级右上角例如：碳原子的电子排布式6C碳1s22s22p214.011s22s22p2能层能级能级上容纳的电子数二、电子排布式元素符号基态原子电子排布式1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne1s22s22p11s22s21s22s11s21s1【任务1】按照构造原理，书写1〜36号元素的基态原子电子排布式。1s22s22p61s22s22p51s22s22p41s22s22p31s22s22p2二、电子排布式元素符号基态原子电子排布式11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar【任务1】按照构造原理，书写1〜36号元素的基态原子电子排布式。1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p21s22s22p63s23p11s22s22p63s21s22s22p63s11s22s22p63s23p61s22s22p63s23p51s22s22p63s23p4二、电子排布式【任务1】按照构造原理，书写1〜36号元素的基态原子电子排布式。注意1：能级交错19K1s22s22p63s23p63d11s22s22p63s23p64s1注意2：书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理书写。20Ca1s22s22p63s23p64s221Sc1s22s22p63s23p64s23d11s22s22p63s23p63d14s2电子排布式按能层顺序书写二、电子排布式元素符号基态原子电子排布式22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn洪特通过分析光谱实验的结果指出，能量相同的原子轨道在全充满(如d10)、半充满(如d5)和全空(如d0)状态时，体系能量较低。1s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d94s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s2二、电子排布式元素符号基态原子电子排布式31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr【任务1】按照构造原理，书写1〜36号元素的基态原子电子排布式。1s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p4二、电子排布式

作为一个理论模型，构造原理具有一定的局限性。对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。构造原理告诉我们，随着核电荷数的递增，电子是按能级填充，电子排布式按能层顺序书写。构造原理呈现的能级交错是基于光谱学事实。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。二、电子排布式观察稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡的原子的最外层电子排布式，总结除氦外其他元素原子的排布通式。氦：氖：氩：氪：氙：氡：气：奥2s22p61s23s23p64s24p65s25p66s26p67s27p6ns2np6二、电子排布式【问题】随着核电荷数的增加，基态原子的电子排布式越来越长，太不方便了。我们该怎么办呢？1s22s22p63s1钠简化[Ne]3s11s22s22p63s23p64s1钾简化[Ar]4s11s22s22p63s23p63d14s2钪简化[Ar]3d14s2表示内层电子已经达到稀有气体结构的部分，可称为原子实。该表示方法叫做简化电子排布式稀有气体的原子序数非常重要！【任务2】书写1〜36号元素的基态原子的简化电子排布式。二、电子排布式【问题】钠和镁的基态原子的电子排布式分别为[Ne]3s1和[Ne]3s2，请找出与它们的化合价相关的电子。钠：[Ne]3s1镁：[Ne]3s2与化合价有关我们把在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层，简称价层。二、电子排布式【问题】请同学们写出25Mn、26Fe、32Ge、35Br的简化电子排布式和价层电子排布式。主族元素和过渡元素的价电子层有什么特征？铁[Ar]3d64s23d64s2锰[Ar]3d54s23d54s2锗[Ar]3d104s24p24s24p2溴[Ar]3d104s24p54s24p5主族元素：价电子层就是最外层电子层副族元素：价电子层不等于最外层电子层【任务3】书写1〜36号元素的基态原子的价层电子排布式。二、电子排布式【问题】电子排布式也可以用于表示离子的核外电子排布，试写出Na+、Cl-和Fe2+的电子排布式。Na+：1s22s22p6Cl-

：1s22s22p63s23p6Na：1s2