1.1.2构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道课件高二上学期化学人教版选择性必修2

化学第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时构造原理与电子排布式电子云与原子轨道01学新知讲练互动02固双基素养达标03提能力评价检测课程标准核心素养1.了解构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。2．能正确书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和简化电子排布式。3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。1.宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核外电子排布，辨识微观粒子运动状态不同于宏观物体运动状态。2．证据推理与模型认知：结合原子结构模型的演变过程，能论证证据与模型的建立及其发展之间的关系。构建“构造原理”的思维模型，能从光谱学事实，理解能级交错现象。(1)电子填入能级的顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……(2)构造原理的规律：ns→(n－2)f→(n－1)d→np2．电子排布式(1)基态原子的电子排布按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布，如O：1s22s22p4；F：1s22s22p5。(2)书写原则①能级符号__________的数字表示该能级的电子数。如H原子的电子排布式如下：右上角②一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序书写。如钪(Sc)的电子排布式中最后两个能级为3d14s2，不应写成4s23d1。③有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布式分别为_________和_________。3d54s13d104s1(3)能级交错①含义：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的，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。②规律：从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序即电子能量由低到高的顺序，即E(ns)＜E[(n－2)f]＜E[(n－1)d]＜E(np)。1．按构造原理写出稀有气体元素氦、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？提示：He1s2，Ne2s22p6，Ar3s23p6，Kr4s24p6，Xe5s25p6，Rn6s26p6；通式：ns2np6。2．电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1，上述方括号里的符号的意义是什么？请仿照Na的简化电子排布式，写出O、Si、Cu的简化电子排布式。提示：方括号里的符号的意义是内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号表示。O、Si、Cu的简化电子排布式分别为O：[He]2s22p4；Si：[Ne]3s23p2；Cu：[Ar]3d104s1。3．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)。例如，Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，价层电子排布为3d64s2。通常，元素周期表只给出价层电子排布。请写出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布。提示：Na：3s1，Al：3s23p1，Cl：3s23p5，Mn：3d54s2，Br：4s24p5

。电子排布式的书写方法1．原子的电子排布式(1)简单原子：按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。例如14Si：1s22s22p63s23p2。(2)复杂原子：先按构造原理从低到高排列，然后将同一能层的能级移到一起。例如26Fe：先排列为1s22s22p63s23p64s23d6，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1s22s22p63s23p63d64s2。2．离子的电子排布式(1)判断该原子变成离子时会得到或失去多少个电子。(2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素原子只失去它们的最外层电子，而副族和第Ⅷ族元素原子可能还会进一步向里失去内层电子。(3)原子得到电子而形成阴离子时，得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。3．简化电子排布式例如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。4．价层电子排布式例如K：1s22s22p63s23p64s1，其价层电子排布式可表示为4s1。

1．下列各原子或离子的电子排布式错误的是(

)A．K＋：1s22s22p63s23p6 B．F：[He]2s22p5C．S2－：1s22s22p63s23p4 D．Ne：1s22s22p6√解析：

K的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，K原子失去4s上的1个电子形成K＋，A正确；F原子有9个电子，电子排布式为1s22s22p5，简化为[He]2s22p5，B正确；S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，得到的2个电子进入3p中，所以S2－的电子排布式为1s22s22p63s23p6，C错误；Ne的电子数为10，电子排布式为1s22s22p6，D正确。2．表示一个原子在第三能层上有10个电子可以写成(

)A．s10 B．3d10C．3s23p63d2 D．3s23p64s2解析：题目要求第三能层上有10个电子，而D选项中第三能层上只有8个电子。该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。√3．R元素的原子，其最外层的p能级电子数等于所有能层的s能级电子总数，则R可能是(

)A．Li B．BeC．S D．Ar解析：若只有1个能层，不存在p能级；若有2个能层，则有两个s能级，则电子排布式为1s22s22p4，为O元素；若有3个能层，则有三个s能级，则电子排布式为1s22s22p63s23p6，为Ar元素。√学习任务二电子云与原子轨道

1．电子云(1)概率密度：ρ＝__________(P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)。P/V(2)电子云

含义注意电子云处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的______________的形象化描述概率密度用小点的疏密来表示，小点越密，表明概率密度越_______概率密度分布大

含义注意电子云轮廓图表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述同一原子的能层越高，s电子云半径_______，其电子云轮廓图的半径_______越大越大2.原子轨道(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个_____________________称为一个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。空间运动状态球形越大哑铃形(3)各能级所含原子轨道数目能级符号nsnpndnf……原子轨道数目_______________……13571．基态硅原子的核外电子共占据几个能级？其M能层上有多少个原子轨道？其电子的空间运动状态共有几种？提示：5个9个8种2．1～18号元素基态原子的核外电子填充在6个原子轨道中的元素有几种？填充在7个原子轨道中的元素有几种？提示：2种，即1s22s22p63s1、1s22s22p63s2；1种，即1s22s22p63s23p1。3．基态钾离子的核外电子占据的最高能级上共有几个原子轨道？其形状是什么？提示：基态钾离子的核外电子占据的最高能级为3p能级，该能级上共有3个原子轨道，其形状为哑铃形。不同能层的能级、原子轨道能层能级原子轨道数原子轨道名称原子轨道的形状与取向形状取向K1s11s球形－L2s12s球形－2p32px、2py、2pz哑铃形相互垂直能层能级原子轨道数原子轨道名称原子轨道的形状与取向形状取向M3s13s球形－3p33px、3py、3pz哑铃形相互垂直3d5………………能层能级原子轨道数原子轨道名称原子轨道的形状与取向形状取向N4s14s球形－4p34px、4py、4pz哑铃形相互垂直4d5………………4f7………………………………………………注：d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向，此处不作要求而从略。

1．下列关于电子云的说法中，正确的是(

)A．电子云表示电子在原子核外运动的轨迹B．电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小C．电子云示意图中的小点越密，表示该核外空间的电子越多D．钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同√解析：电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小，不是表示电子运动的轨迹，A错误，B正确；电子云示意图中的小点越密，表示电子在核外空间出现的概率密度越大，C错误；钠原子的1s、2s、3s电子云半径依次增大，D错误。2．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是(

)A．1s B．2pxC．2py D．2pz

√解析：1s轨道和2p轨道的电子云轮廓图分别为由电子云轮廓图可看出，呈球对称性的为1s轨道。3．下列说法正确的是(

)A．s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状B．p电子云是平面“8”字形的C．3d3表示3d能级有3个原子轨道D．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子解析：p电子云形状是哑铃形，不是平面“8”字形，B项错；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个原子轨道，C项错；第二能层没有d能级，D项错。√√√2．已知Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，通常可把内层已达稀有气体元素原子的电子层结构的部分写成“原子实”，如Na的核外电子排布式可写成[Ne]3s1。用“原子实”表示的30号元素锌的原子核外电子排布式正确的是(

)A．[Ne]3d104s2 B．[Ar]3d104s24p2C．[Ar]3d84s24p2 D．[Ar]3d104s2√解析：根据构造原理可知，锌元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，除3d104s2外，锌原子内层电子的排布与稀有气体元素原子Ar的电子排布相同，因此锌的原子核外电子排布式可写为[Ar]3d104s2。3．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是(

)A．一个小点表示1个自由运动的电子B．1s轨道的电子云形状为圆形的面C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少√解析：由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率密度分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率密度最大，离核越远，出现的概率密度越小。图中的小点不表示电子，而表示电子曾经出现过的位置。4．某元素原子的电子排布式为1s2