1.1.2构造原理与电子排布式课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第一节

原子结构

课时2构造原理与电子排布式衡阳市八中高二化学备课组

何烨能量量子化原子光谱能层能级原子结构示意图问题：核外电子在能层中依据什么规律排布？回顾旧知核外电子在能层中的排布规律：(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，

然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)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)。回顾旧知能量量子化原子光谱能层能级原子结构示意图问题：核外电子在能级中依据什么规律排布？回顾旧知请画出1～18号元素的原子结构示意图。结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。任务一：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电子在能级中排布规律对于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电子在能级中排布规律能层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电子在能级中排布规律能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数226电子在能级中的排布规律对于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电子在能级中排布规律1s2s3s2p3p电子在能级中排布规律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。最外层电子数不能多于8根据核外电子在能层中的排布规律，画出K的原子结构示意图。分析K中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。+19289+192881最外层电子数不能多于8任务二能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4fNa22611s2s2p3s3p（1）讨论基态钠原子核外电子在能级中的排列情况？核外电子在能级中排布顺序：提出问题能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数226261总结：核外电子在能级中的排布顺序：1s2s3s2p3p4s电子在能级中的排布规律电子在能级中排布规律能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2261s2s2p3s3pKCa基态K和Ca核外电子在能级中的排列情况如何？2614s能级交错核外电子在能级中排布顺序：电子并不是总是填满一个能层后再填入下一个能层光谱学事实提出问题能级交错：

填充电子时从第3电子层开始出现此现象，如：E4s<E3d，E5s<E4d，E6s<E4f<E5d。源于光谱学事实构造原理告诉我们，随核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层,如电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的,这种现象被称为能级交错。电子在能级中排布规律1、定义：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序被称为构造原理。

一、构造原理每一行对应一个能层每一小圈对应一个能级各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

电

子

填

充

顺

序

图构造原理规律：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d存在着能级交错“烤羊肉串”法结论：构造原理的能级交错现象很好的解释了电子排布规律，最外层电子数目最多不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。次外层最多容纳的电子不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p【思考】：有何规律？构造原理规律：ns(n-2)f(n-1)d

np（2）构造原理规律第七能级组

7s5f6d7p

第六能级组

6s4f5d6p第五能级组

5s4d5p第四能级组

4s3d4p第三能级组

3s3p

第二能级组

2s2p第一能级组

1s能级交错科学家鲍林Pauling经过计算，将原子轨道划分为七个能级组：构造原理规律：ns(n-2)f(n-1)d

np

特别提醒:构造原理的顺序是电子进入基态原子轨道的填入顺序，而不是原子轨道的能量高低顺序，按照构造原理顺序填充电子可使原子的总能量最低。例如:过渡元素的3d和4s的填充顺序和能量顺序相反。【问题探究】根据构造原理各能级能量高低顺序有何规律？1、同一能层不同能级:EnsEnp

EndEnf2、同类能级:n值越大，能级组能量越高3、Ens

E(n-2)f

E(n-1)dEnp（能量交错），当n≥()时,出现d,当n≥()时出现f。能级交错＜＜＜＜＜＜46二、电子排布式1、定义：能层低的能级写在左边，依次书写能层高的能级，能级的右上角标注排布的电子数。1s2能层能级能级容纳电子数Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号2.书写方法：①先按构造原理从低到高排列；

②后将同能层的能级移到一起。【例题】写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Al、P依据构造原理：①明确能级高低

1s

2s

2p

3s

3p

②按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中Al1s22s22p63s23p1P1s22s22p63s23p3C1s22s22p2O1s22s22p42、电子排布式书写(1)简单原子的电子排布式（前20号元素）（2）复杂原子的电子排布式（前36号元素）

对于较复杂原子的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到一起。如26Fe，先排列为

，然后将同一能层的能级排到一起，即该原子的电子排布式为_______________________。1s22s22p63s23p64s23d61s22s22p63s23p63d64s2N1s22s22p3Si1s22s22p63s23p2

【练习】写出N、Si、V、Br、Zn的电子排布式依据构造原理①明确能级高低

1s

2s

2p

3s

3p4s3d②填入能级电子数③同能层的能级移到一起Zn1s22s22p63s23p63d104s2Br1s22s22p63s23p63d104s24p5V1s22s22p63s23p63d34s2注：能级电子排布全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空时，能量相对较低，原子结构较稳定。24Cr

1s22s22p63s23p63d4

4s2

1s22s22p63s23p6

3d5

4s129Cu

1s22s22p63s23p63d9

4s2

1s22s22p63s23p6

3d10

4s1

并不是所有基态原子的核外电子都符合构造原理。构造模型是理想化了的，但理想化是许多科学的共同点，是建立模型所必需的。半充满全充满【练习】写出Cr、Cu的电子排布式课堂练习3：写出下列基态原子的电子排布式：

24Cr:_______________________

29Cu：_______________________

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d94s2

当p、d、f

能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。全充满半充满Cr和Cu电子排布式不符合构造原理，构造理论是一个被理想化了的思维模型，是个假想过程。要求：写出1~36号元素基态原子的电子排布式。

记前36号元素核电荷数、名称、元素符号。(课后作业)✘✘1-10号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式K

L

MNO1氢H1s12氦He1s23锂Li1s22s14铍Be1s22s25硼B1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p49氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611-18号元素基态原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO11钠Na1s22s22p63s112镁Mg1s22s22p63s213铝Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p417氯Cl1s22s22p63s23p518氩Ar1s22s22p63s23p6练习：请写出19-25号元素基态原子的简化电子排布式、26-30号元素基态原子的价电子排布式练习：请写出19-30号元素基态原子的价电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO19钾K1s22s22p63s23p64s120钙Ca1s22s22p63s23p64s221钪Sc1s22s22p63s23p63d14s222钛Ti1s22s22p63s23p63d24s223钒V1s22s22p63s23p63d34s224铬Cr1s22s22p63s23p63d44s225锰Mn1s22s22p63s23p63d54s226铁Fe1s22s22p63s23p63d64s227钴Co1s22s22p63s23p63d74s228镍Ni1s22s22p63s23p63d84s229铜Cu1s22s22p63s23p63d94s230锌Zn1s22s22p63s23p63d104s23d54s13d104s1不符合构造原理构造原理是被理想化的构造原理具有一定的局限性，对于个别特殊的过渡元素（24Cr、29Cu）核外电子的排布并不适用。【练习】写出10Ne和11Na的电子排布式依据构造原理①明确能级高低1s

2s

2p

3s

3p

书写时：1s22s22p6（Ne电子排布式）

1s22s22p63s1（Na电子排布式）【对比与发现】：你发现了什么？②填入能级电子数【对比】30Zn和18Ar的电子排布式①明确能级高低1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

30Zn：1s22s22p63s23p6

3d104s2（Zn电子排布式）

②填入能级电子数1s22s22p63s23p6

4s23d1018Ar：1s22s22p63s23p6

（Ar电子排布式）你发现了什么？[Ar]3d104s2简化为Zn1s22s22p63s23p63d104s2

简化电子排布式：[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为:如：Na：1s22s22p63s1［稀有气体元素符号］+余下电子排布该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构（3）简化电子排布式

为了避免电子排布式过于繁琐，我们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来表示。为了避免电子排布式过于繁琐，可以简化为[稀气元素符号]+剩余能级电子排布来表示。Li1s22s1O1s22s22p4

F1s22s22p5Si1s22s22p63s23p2

P1s22s22p63s23p3K1s22s22p63s23p64s1Cr1s22s22p63s23p63d54s1

Br1s22s22p63s23p63d104s24p5

[Ｘ]简称“原子实”,表示内层电子已达到稀有气体（上一周期）结构的部分[He]2s1[He]2s22p4

[He]2s22p5[Ne]

3s23p2

[Ne]

3s23p3

[Ar]

4s1

[Ar]

3d54s1

[Ar]

3d104s24p5

19K1s22s22p63s23p6

4s1Ar简化K：[Ar]4s1[Ｘ]简称“原子实”①方括号[]里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构②方括号后的电子层称为价电子层(3)简化电子排布式26Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar简化Fe：[Ar]3d64s2[Ar]3d104s2表示Zn的内层电子排布与稀有气体元素Ar的核外电子排布相同简化为再如：Zn1s22s22p63s23p63d104s2

为突出化合价与电子排布式的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层。P11价层电子排布式价电子层［稀有气体元素符号]+余下电子排布[Ｘ]简称“原子实”Fe：[Ar]3d64s2（1）“价电子层”定义：为突出化合价与电子排布的关系，将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)。（2）价电子的位置：①对于主族元素和零族元素来说，价电子即最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy

②对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子3.价层电子排布式如：Cl的价层电子排布式为3s23p5；化合价为-1、+7…如：Mn的价层电子排布式为3d54s2。

化合价为+7,+2….课堂练习4：

请写出Na、Al、Cl、Mn、Br的简化电子排布式和价层电子排布。副族元素的价层电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。主族元素的价层电子指最外层电子Na：[Ne]3s1

Al：[Ne]3s23p1Cl：[Ne]3s23p5Mn：[Ar]3d54s2Br：[Ar]3d104s24p5价电子层：为突出化合价与电子排布式的关系，

将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）课本P11同一族元素的价电子排布不一定相同，如第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。(11)24Cr:

；(12)26Fe:

；(13)29Cu:

；(14)32Ge：__________________3s13s23s23p13s23p23d54s13d64s23d104s1(1)11Na:

；(2)12Mg:

。(9)13Al

:

；(10)14Si:

；练习：试写出下列原子的价层电子排布式4s24p23.价层电子排布式

通常元素周期表只给出价层电子排布。Li1s22s1[He]2s1O1s22s22p4

[He]2s22p4

F1s22s22p5[He]2s22p5Si1s22s22p63s23p2

[Ne]

3s23p2

P1s22s22p63s23p3[Ne]

3s23p3K1s22s22p63s23p64s1[Ar]

4s1

Cr1s22s22p63s23p63d54s1

[Ar]

3d54s1Zn1s22s22p63s23p63d104s2[Ar]

3d104s2

2s12s22p4

2s22p53s23p23s23p34s13d54s13d104s2

(1)判断该原子变成离子时会得到电子或失去电子数。(2)原子失去电子时，总是优先失去最外层电子。（一般来说，主族元素只失去最外层电子，而副族和第Ⅷ族元素可能会进一步失去内层电子。）(3)原子得到电子形成阴离子时，得到的电子填充在最外层的能级上。(4)离子最外层电子可能超过8个如：Cl－

电子排布式为1s22s22p63s23p6Zn2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d104、离子的电子排布式的书写：请写出S2-、Cu2+、Fe2+、Fe3+离子的电子排布式？S2-

：1s22s22p63s23p6Cu2+

：1s22s22p63s23p63d9Fe2+

：1s22s22p63s23p63d6Fe3+

：1s22s22p63s23p63d5课堂练习1、原子失去电子时，总是优先失去最外层电子。一般来说，主族元素只失去最外层电子，而副族和第Ⅷ族元素可能会进一步失去内层电子。2、原子得到电子形成阴离子时，得到的电子填充在最外层的能级上。3、离子最外层电子可能超过8个构造原理电子排布式核外电子的填充顺序实质：各能级的能量高低顺序能级交错现象基态原子的电子排布式的书写价层电子排布式的书写离子的电子排布式的书写课堂小结能量量子化原子光谱能级构造原理简化电子排布式1s22s22p63s2电子排布式价层电子排布式【Ar】4s14s1原子实，表示内层电子价层电子，决定化学性质表示方法核外电子的运动状态规律能层原子结构示意图K+1928813p64s1小结

电子排布式的书写1．简单原子的电子排布式(1)按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如(2)简化电子排布式：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来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，其中第一、二电子层与Ne(1s22s22p6)的结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1；K的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。微粒电子排布式微粒电子排布式C1s22s22p2Ne1s22s22p6Cl1s22s22p63s23p5K1s22s22p63s23p64s1小结课后练习：下列化学用语的应用<zzd>错误</zzd>的是(@45@)。

A课后练习：某元素原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是（

）A.4s1B.4s24p1C.4s24p3D.3s23p63d5

A课后练习：下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是（

）A.N:1s22s22p3B.S2-:1s22s22p63s23p6C.Na:1s22s22p53s2D.Si:1s22s22p63s23p2C

D1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（）

A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB