1.1.2原子结构高二学案（人教版2019选择性必修2）（原卷版）

第一章原子结构与性质第一节原子结构第二课时构造原理与电子排布式学习目标学习目标1.了解原子核外电子排布的构造原理2.能写出136号元素基态原子的电子排布式，进一步增强证据推理意识重点：前四周期基态原子电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布式的书写难点：对构造原理的理解自主学习自主学习1、构造原理(1)含义：随着原子的递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、、4p、5s、、5p、6s、、、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理(2)示意图规律(1)原子核外电子填充的顺序：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np(2)各能级的能量高低顺序可以表示为(n表示能层序数)=1\*GB3①Ens＞E(n1)s＞E(n2)s=2\*GB3②Enp＞E(n1)p＞E(n2)p=3\*GB3③End＞E(n1)d＞E(n2)d=4\*GB3④Enf＞E(n1)f＞E(n2)f=5\*GB3⑤Ens＜E(n－2)f＜E(n－1)d＜Enp(3)电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原子相对较稳定【微点拨】①构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序②从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象。“能级交错”指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的某些能级的能量的现象，如：4s＜3d、6s＜4f＜5d2、电子排布式(1)概念：将上所排布的电子数标注在该能级符号，并按照能层从左到右的顺序排列的式子(2)表示方法(3)电子排布式中各符号、数字的意义：，n表示能层，s表示能级，x表示该能级上有x个电子如如：Al原子电子排布式中各符号、数字的意义为(4)“三步法”书写电子排布式：构造原理是书写基态原子电子排布式的依据①第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……②第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子③第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式如：氮、钠、钙的电子排布式分别为3、简化的电子排布式：将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式，如：氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s24、离子的电子排布式书写：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上，如：Fe位于第四周期第Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d55、相对稳定的状态：能量相同的原子在全充满(p6、d10、f14)或半充满(p3、d5、f7)时，体系的能量较低，原子较稳定，如：24Cr存在半充满，29Cu存在全充满1~36号元素的原子基态电子排布式和简化电子排布式(价电子排布式用横线标示出来)元素符号电子排布式简化电子排布式元素符号电子排布式简化电子排布式1H19K2He20Ca3Li21Sc4Be22Ti5B23V6C24Cr7N25Mn8O26Fe9F27Co10Ne28Ni11Na29Cu12Mg30Zn13Al31Ga14Si32Ge15P33As16S34Se17Cl35Br18Ar36Kr5、外围电子排布式(价电子排布)(1)概念：将简化电子排布式中的稀有气体和中括号去掉得到的即为外围电子排布式，也叫价电子排布氮钠钙铁铜简化电子排布式[He]2s22p3[Ne]3s1[Ar]4s2[Ar]3d64s2[Ar]3d104s1外围电子排布式2s22p33s14s23d64s23d104s1(2)规律①主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子②过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子学习过程学习过程情景导入：通过刚才的视频，我们回顾了以前学过的电子的运动状态和前三周期的原子结构示意图的书写，那么第四周期元素的原子结构示意图该如何书写，原子核外的电子排布还有哪些其他的表达方式，今天我们就来研究这方面的问题。一、构造原理任务一、认识构造原理【学生活动】阅读教材P8第二自然段，了解构造原理，回答下列问题：1、构造原理的内容？2、构造原理示意图中：小圆圈表示一个，每一行对应一个，箭头引导的曲线显示3、根据构造原理示意图，找出电子排布的顺序？任务二、探究电子的填充顺序【学生活动】小组合作讨论，仔细观察构造原理示意图，回答以下问题：1、从能层的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？2、从能级的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？3、电子填充的顺序，有没有特殊情况出现？任务三、探究能级交错的现象【学生活动】阅读教材P10第二、三自然段，回答以下问题：1、能级交错的内容？2、构造原理呈现的能级交错源于事实，是的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个，是个假想过程。3、Cr和Cu最后两个能级的电子排布是什么？活动一、举一反三，通过教师讲授一个表达式，学生能够自己说出3s1、2p3、4p5、3d10、4f12这5个表达式的涵义3s1：2p3：4p5：3d10：4f12：活动二、各小组讨论剩余元素基态原子电子排布式的书写，到黑板补充8O：13Al：16S：17Cl：26Fe：31Ga：35Br：29Cu：24Cr：活动三、阅读教材P11思考与讨论第一题，小组合作讨论，回答其中的问题【思考与讨论】按照构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡、的基态原子的最外层电子排布；除氦外它们的通式是什么？He：Ne：Ar：Kr：Xe：Rn：Og：通式：任务四、利用电子排布式书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图【学生活动】书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图。分组讨论，完成填空，到黑板前展示填写结果，大家共同探讨22Ti:25Mn：26Fe：30Zn：24Cr：29Cu：32Ge：33As:36Kr：任务五、探究简化的电子排布式【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第二题，回答其中的问题【思考与讨论】电子排布式可以简化，如钠的电子排布式可以简化为[Ne]3s1。试问：上式方括号里的符号的意义是什么？请仿照钠原子的简化的电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅和第29号元素铜的简化电子排布式？任务六、探究价层电子排布式的相关内容【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第三题，小组讨论，回答下列问题1、价电子层的定义：2、请从书末的元素周期表中找出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布。3、查看书末元素周期表中前四周期元素的价层电子排布，总结不同族中，价层电子的排布规律，并写出通式。课堂练习课堂练习1．下列微粒中，未成对电子数最多的是A．O：1s22s22p4 B．P：1s22s22p63s23p3C．Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 D．Mn：1s22s22p63s23p63d54s22．下列说法正确的是A．HClO的电子式：B．2—丁烯的键线式：C．基态氧原子价电子排布图：D．基态Cr原子电子排布式：3．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确的是A．p能级有3个轨道B．s电子云轮廓图为球形C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同4．某元素的原子有16个不同运动状态的电子，下列说法正确的是A．该元素的最高价氧化物为两性氧化物B．基态原子中所有的电子占有3个能级，有9种空间运动状态C．基态原子中能量最高的电子的电子云的形状为哑铃形D．若将该基态原子的电子排布式写成违背了泡利原理5．下列化学用语使用正确的是A．甲醛的电子式 B．硫原子的价电子排布式3s23p4C．中子数为18的氯原子 D．明矾的化学式Al2(SO4)36．下列说法正确的是（

）A．N2的电子式：B．基态碳原子的最外层电子轨道表达式：C．Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10D．比例模型可以表示CH4分子，也可以表示CCl4分子7．下列说法正确的是A．Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5B．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量C．杂化轨道既可以形成σ键，也可以形成π键D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于d区8．下列说法中不正确的是A．处于最低能量的原子叫做基态原子 B．表示3p能级有两个电子C．的电子排布式为 D．同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道数依次增多9．图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关认识正确的是A．图1中的每个小黑点表示1个电子B．图2表示1s电子只能在球体内出现C．图2表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无数对称轴D．图1中的小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现机会的多少10．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层数的增加，p能级原子轨道也在增多D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随电子层数的增多而增大11．通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”、“半满”、“全满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是A．元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能B．26Fe2＋容易失电子转变成26Fe3＋，表现出较强的还原性C．基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2D．某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p212．下列有关化学用语正确的是A．基态电子排布式为：B．电子式为C．氮原子的轨道表示式是：D．的原子结构示意图：13．下列有关化学用语使用正确的是A．基态Se原子的简化电子排布式：B．甲基正离子的电子式：C．石英的分子式：D．氮原子核外电子排布的轨道表示式：14．下列化学用语正确的是A．Br原子的价电子排布式：3d104S24p5 B．NH4H的电子式：C．聚丙烯的结构简式 D．HClO的结构式：HOCl15．下列叙述正确的是A．能级就是电子层B．对于确定的n值，其原子轨道数为n2(n表示电子层)C．基态K原子的最高能级符号为3sD．不同电子层中的s能级的能量高低相同16．原子光谱：利用原子光谱仪将物质或的频率(或波长)和强度分布记录下来得到光谱。17．常温时，通过NaOH溶液或硫酸改变饱和氯水的pH，溶液中含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。回答下列问题：(1)Cl的核外电子占有个原子轨道，中的化学键类型是，HClO的电子式是。(2)解释A点溶液pH=7.54的主要原因：。(3)结合图象，从平衡移动的角度解释B点向右Cl物质的量分数增大的主要原因：①；②。(4)估算图象中Cl物质的量分数的上限。18．基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为。19．按要求完成下列问题：(1)第三周期中半径最大的元素A，其基态原子的价层电子轨道表示式为；(2)B元素的负二价离子电子层结构与氖相同，写出B离子的电子排布式；(3)元素C的M层p轨道电子比s轨道电子多2个，写出元素的原子结构示意图：；(4)元素D处于周期表第四周期第ⅦB族，其原子的价电子排布式为；(5)某元素E的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素基态原子的电子排布式为；(6)元素F基态原子核外有8个原子轨道占有电子，则该原子电子排布式是：；(7)G元素基态原子的M层全