112构造原理与电子排布式电子云与原子轨道（件）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第二课时一、构造原理与电子排布式1.构造原理

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称为构造原理。QPONMLK

小圆圈表示一个能级

每一行对应一个能层

箭头引导的曲线显示

递增电子填入能级的

顺序2.电子排布式

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。

电子填满了一个能级，就开始填入下一个能级，由此构建了元素周期表中各元素的基态原子的电子排布。

例如，从氢到碳的基态原子电子排布式为： 1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2

氢氦锂铍硼碳一、构造原理与电子排布式2.电子排布式

1s1该能级的电子数能层能级一、构造原理与电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布式KLMNO1氢H1s12氦He1s23锂Li1s22s14铍Be1s22s25硼B1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p4 1-36号元素基态原子的电子排布式一、构造原理与电子排布式

1-36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KLMNO9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611钠Na1s22s22p63s112镁Mg1s22s22p63s213铝Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p4一、构造原理与电子排布式

1-36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KLMNO17氯Cl18氩Ar19钾K

20钙Ca

21钪Sc22钛Ti一、构造原理与电子排布式 ④不同层不同能级能量由低到高顺序:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p…… ①相同能层的不同能级的能量高低顺序：ns<np<nd<nf ②英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：

1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p;3d<4d ③不同层不同能级可由下面的公式得出:

ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n为能层序数)

称为能级交错现象各能级的能量高低顺序

构造理论呈现的能级交错源于光谱学事实

构造理论是一个思维模型，是个假想过程一、构造原理与电子排布式 1-36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KLMNO23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni29铜Cu30锌Zn1s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d44s2×3d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d94s2×3d104s11s22s22p63s23p63d104s2一、构造原理与电子排布式不符合构造原理构造原理是被理想化的 1-36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KLMNO31镓Ga32锗Ge33砷As34硒Se35溴Br36氩Ar1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6一、构造原理与电子排布式3.简化电子排布式

如：钠的电子排布式可简化为[Ne]3s1

上式方括号里的符号的意义是：

表示内层电子已达到稀有气体结构的部分

电子排布式可以简化

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吗？Cu：[Ar]3d104s1O：[He]2s22p4

Si：[Ne]3s23p2一、构造原理与电子排布式4.价层电子排布式

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）

如：铁的简化电子排布式为[Ar]3d64s2

铁的价层电子排布式为3d64s2Na：3s1

查看元素周期表找出Na、Al、Cl、Mn、Br价层电子排布式Al：3s23p1Cl：3s23p5Mn：3d54s2Br：4s24p5一、构造原理与电子排布式1.概率密度

1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行

量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。 P表示电子在某处出现的概率

V表示该处的体积

概率密度：ρ=二、电子云与原子轨道

氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图

小点是1s电子在原子核外出现外出现的概率密度的形象描述

小点越密，表明概率密度越大二、电子云与原子轨道2.电子云

由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云

电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述。

电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图

电子云轮廓图的绘制过程二、电子云与原子轨道3.电子云轮廓图

绘制电子云轮廓图的目的是表示

的形状,对核外电子的

有一个形象化的简便描述。绘制电子云轮廓图时,把电子在原子核外空间出现概率P=

的空间圈出来。

电子云轮廓空间运动状态90%二、电子云与原子轨道 (1)所有原子的任一能层

的s电子的电子云轮廓图都是一个球形只是球的半径不同

同一原子的能层越高，s电子云半径越大

原因：由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，电子云越来越向更大的空间扩展二、电子云与原子轨道 (2)p电子云的形状是哑铃状的，

有3个互向垂直电子云分别称为Px、Py、Pz

右下角x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向二、电子云与原子轨道二、电子云与原子轨道二、电子云与原子轨道4.原子轨道

量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 ns能级各有

个轨道，np能级各有

个轨道， nd能级各有

个轨道，nf能级各有

个轨道。1573能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道n2二、电子云与原子轨道课堂检测1．下列叙述正确的是()A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体原子的核外电子排布相同C课堂检测【解析】A．Na+和Mg2+核外电子排布相同，但化学性质不同，互为同位素的原子，化学性质几乎完全相同，故A错误；B．Pb2+、Pb4+核外电子排布不同，它们不可能都和一种稀有气体原子的核外电子排布相同，故B错误；C．两原子核外电子数相同，则质子数相同，两原子是同一元素，互为同位素，故C正确；D．原子获得电子形成阴离子，最外层呈稳定结构，电子层数目不变，阴离子的核外电子排布一定与本周期的稀有气体原子的核外电子排布相同，不是“上一周期”，故D错误；故选C。课堂检测2.如图是s能级和P能级的原子轨道示意图，下列说法正确的是(