山東省泰安市高二化學(xué) 1.2.1 基態(tài)原子的核外電子排布課件

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1、第第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第第1課時(shí)基態(tài)原子的核外電子排布課時(shí)基態(tài)原子的核外電子排布學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解原子核外電子的能級(jí)分布。了解原子核外電子的能級(jí)分布。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，掌握常掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，掌握常見元素見元素(136號(hào)號(hào))原子的核外電子排布。原子的核外電子排布。3.學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。核外電子排布。課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案探究整合應(yīng)用探究整合應(yīng)用第第1課時(shí)課時(shí)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)一、基態(tài)原子

2、的核外電子排布規(guī)則一、基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)則1能量最低原則能量最低原則(1)能量最低原則能量最低原則核外電子的排布按軌道能量由核外電子的排布按軌道能量由_到到_，由內(nèi)，由內(nèi)層到外層依次排列，使整個(gè)原子處于最低的能量層到外層依次排列，使整個(gè)原子處于最低的能量狀態(tài)。狀態(tài)。低低高高(2)基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排列順序基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排列順序基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排列順序?yàn)榛鶓B(tài)原子核外電子在原子軌道上的排列順序?yàn)?s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s，適用，適用于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。2泡利不相容

3、原理泡利不相容原理(1)一個(gè)原子軌道中最多容納一個(gè)原子軌道中最多容納_電子，且這電子，且這兩個(gè)電子自旋方向必須兩個(gè)電子自旋方向必須_。(2)在原子中，每個(gè)電子層最多能容納在原子中，每個(gè)電子層最多能容納_個(gè)個(gè)電子。電子。兩個(gè)兩個(gè)相反相反2n23洪特規(guī)則洪特規(guī)則(1)對(duì)于基態(tài)原子，電子在對(duì)于基態(tài)原子，電子在_的軌道上的軌道上排布時(shí)，將盡可能分占排布時(shí)，將盡可能分占_的軌道并且自旋的軌道并且自旋方向方向_。(2)洪特進(jìn)一步指出，能量相同的原子軌道在洪特進(jìn)一步指出，能量相同的原子軌道在_(如如d10)、_(如如d5)和和_(如如d0)狀態(tài)時(shí)，體系能量低，原子較穩(wěn)定。狀態(tài)時(shí)，體系能量低，原子較穩(wěn)定。能量

4、相同能量相同不同不同相同相同全充滿全充滿半充滿半充滿全空全空二、電子排布的表達(dá)方式二、電子排布的表達(dá)方式1電子排布式電子排布式簡寫為簡寫為nlx，其中，其中n為電子層數(shù)，為電子層數(shù)，l為角量子數(shù)，為角量子數(shù)，并用其所對(duì)應(yīng)的符號(hào)表示，并用其所對(duì)應(yīng)的符號(hào)表示，x為為_。如氧原子可表示為如氧原子可表示為_。2軌道表示式軌道表示式一般用小圓圈一般用小圓圈(或方框、短線或方框、短線)表示一個(gè)確定的表示一個(gè)確定的_，用，用“”“”或或“”“”來區(qū)別來區(qū)別_不同的電子。不同的電子。電子個(gè)數(shù)電子個(gè)數(shù)1s22s22p4原子軌道原子軌道自旋方向自旋方向三、價(jià)電子三、價(jià)電子1與與_密切相關(guān)的最外層原子密切相關(guān)的最外

5、層原子軌道上的電子，稱為價(jià)電子。軌道上的電子，稱為價(jià)電子。2為了便于研究化學(xué)性質(zhì)與核外電子間的關(guān)為了便于研究化學(xué)性質(zhì)與核外電子間的關(guān)系，人們常常只表示出原子的系，人們常常只表示出原子的_排布。排布。化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)價(jià)電子價(jià)電子思考感悟思考感悟價(jià)電子就是最外層電子嗎？價(jià)電子就是最外層電子嗎？【提示提示】不是。價(jià)電子是指決定元素化學(xué)性質(zhì)不是。價(jià)電子是指決定元素化學(xué)性質(zhì)的電子。最外層電子是價(jià)電子，但有的內(nèi)層電子的電子。最外層電子是價(jià)電子，但有的內(nèi)層電子也是價(jià)電子，如鐵原子也是價(jià)電子，如鐵原子3d軌道上的電子也參與化軌道上的電子也參與化學(xué)反應(yīng)，也屬于價(jià)電子。學(xué)反應(yīng)，也屬于價(jià)電子。自主體驗(yàn)自主體驗(yàn)1在在

6、d軌道中電子排布成軌道中電子排布成，而不，而不排布成排布成，其最直接的根據(jù)是，其最直接的根據(jù)是()A能量最低原則能量最低原則B泡利不相容原理泡利不相容原理C原子軌道能級(jí)圖原子軌道能級(jí)圖D洪特規(guī)則洪特規(guī)則解析：解析：選選D。根據(jù)洪特規(guī)則核外電子在同一能。根據(jù)洪特規(guī)則核外電子在同一能級(jí)上排布時(shí)將盡可能分占不同的軌道且自旋方級(jí)上排布時(shí)將盡可能分占不同的軌道且自旋方向相同，由此可對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行判斷。向相同，由此可對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行判斷。2(2011年黃岡高二質(zhì)檢年黃岡高二質(zhì)檢)下列各原子或離子的下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是電子排布式錯(cuò)誤的是()ANa1s22s22p6BF1s22s22p5CCl1s22s

7、22p63s23p5DAr1s22s22p63s23p6解析：解析：選選C。本題考查的是構(gòu)造原理及各能級(jí)。本題考查的是構(gòu)造原理及各能級(jí)最多容納的電子數(shù)。最多容納的電子數(shù)。s能級(jí)最多容納能級(jí)最多容納2個(gè)電子，個(gè)電子，p能級(jí)有能級(jí)有3個(gè)軌道最多可容納個(gè)軌道最多可容納6個(gè)電子，電子總個(gè)電子，電子總是先從能量低的能層、能級(jí)排列，是先從能量低的能層、能級(jí)排列，Cl應(yīng)是應(yīng)是Cl原子得一個(gè)電子形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以原子得一個(gè)電子形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以Cl的的電子排布式應(yīng)為電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p6。3寫出符合下列要求的原子價(jià)電子排布式，寫出符合下列要求的原子價(jià)電子排布式，并寫出元素名稱。并寫出

8、元素名稱。(1)原子中原子中3d半充滿的元素：半充滿的元素：_。(2)原子中原子中4s半充滿的元素：半充滿的元素：_。解析：解析：(1)3d半充滿，可能的價(jià)電子排布式為半充滿，可能的價(jià)電子排布式為3d54s1、3d54s2，原子的核外電子排布式為，原子的核外電子排布式為Ar3d54s1、Ar3d54s2為為24號(hào)、號(hào)、25號(hào)元素鉻、號(hào)元素鉻、錳。錳。(2)4s半充滿為半充滿為4s1，可能的價(jià)電子排布式為，可能的價(jià)電子排布式為4s1、3d54s1、3d104s1，原子的核外電子排布式為，原子的核外電子排布式為Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1分別為分別為19號(hào)元號(hào)元素鉀，素鉀，24

9、號(hào)元素鉻，號(hào)元素鉻，29號(hào)元素銅。號(hào)元素銅。答案：答案：(1)3d54s1鉻、鉻、3d54s2錳錳(2)4s1鉀、鉀、3d54s1鉻、鉻、3d104s1銅銅課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練基態(tài)原子核外電子排布的規(guī)律基態(tài)原子核外電子排布的規(guī)律1能量最低原則：即電子盡先占有能量低的軌能量最低原則：即電子盡先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。處于最低狀態(tài)。(1)基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序(2)l相同時(shí)，相同時(shí)，n愈大，原子軌道能量愈高，如愈大，原子軌道能量愈高，如E3pE2p。(3

10、)n相同時(shí)，能級(jí)愈大，原子軌道能量愈高，相同時(shí)，能級(jí)愈大，原子軌道能量愈高，如如E3dE3pE3s。(4)電子層、能級(jí)不同時(shí)，在原子中的價(jià)電子在電子層、能級(jí)不同時(shí)，在原子中的價(jià)電子在外層分布時(shí)存在原子軌道能量交錯(cuò)現(xiàn)象。如外層分布時(shí)存在原子軌道能量交錯(cuò)現(xiàn)象。如E4sE3dE4p，E5sE4dE5p。2泡利不相容原理：一個(gè)原子軌道中最多只泡利不相容原理：一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子，且這兩個(gè)電子的自旋方向必能容納兩個(gè)電子，且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反。如須相反。如2s軌道上的電子排布為軌道上的電子排布為 ，不能，不能為為 。3洪特規(guī)則：洪特規(guī)則：(1)原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布

11、原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，盡可能分占不同的原子軌道，且自旋方向時(shí)，盡可能分占不同的原子軌道，且自旋方向相同，這樣整個(gè)原子的能量最低。如相同，這樣整個(gè)原子的能量最低。如2p3的電的電子排布為子排布為 ，不能為，不能為 或或。(2)能量相同的原子軌道在全充滿能量相同的原子軌道在全充滿(如如p6和和d10)、半充滿半充滿(如如p3和和d5)和全空和全空(如如p0和和d0)狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。特別提醒：特別提醒：基態(tài)原子核外電子排布的三項(xiàng)原基態(tài)原子核外電子排布的三項(xiàng)原則是相互聯(lián)系的，電子填充在原子軌道時(shí)，則是相互聯(lián)系的，電子填充在原子

12、軌道時(shí)，必須同時(shí)遵守三項(xiàng)原則，才能使整個(gè)原子能必須同時(shí)遵守三項(xiàng)原則，才能使整個(gè)原子能量最低，最穩(wěn)定，所以判斷核外電子排布正量最低，最穩(wěn)定，所以判斷核外電子排布正誤時(shí)，一定要三者兼顧，綜合評(píng)價(jià)。誤時(shí)，一定要三者兼顧，綜合評(píng)價(jià)。下列原子或離子的電子排布式正確的是下列原子或離子的電子排布式正確的是_，違反能量最低原則的是，違反能量最低原則的是_，違，違反洪特規(guī)則的是反洪特規(guī)則的是_，違反泡利不相容原理，違反泡利不相容原理的是的是_。Ca2：1s22s22p63s23p6F：1s22s23p6P： Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Mg2：

13、1s22s22p6C： ?！窘馕鼋馕觥扛鶕?jù)核外電子排布規(guī)律知根據(jù)核外電子排布規(guī)律知中錯(cuò)誤中錯(cuò)誤在于電子排完在于電子排完2s軌道后應(yīng)排軌道后應(yīng)排2p軌道而不是軌道而不是3p軌軌道，正確的應(yīng)為道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；中中M層電子排布層電子排布沒有遵循洪特規(guī)則沒有遵循洪特規(guī)則電子在能量相同的軌道電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同，正確的應(yīng)為：方向相同，正確的應(yīng)為： ；中忽中忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為：系的能量較低，原子較穩(wěn)定，

14、正確的應(yīng)為：1s22s22p63s23p63d54s1。和和正確，正確，違反泡違反泡利不相容原理，所以應(yīng)為利不相容原理，所以應(yīng)為C： ?！敬鸢复鸢浮俊菊`區(qū)警示誤區(qū)警示】在書寫基態(tài)原子的軌道表示式在書寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下幾種錯(cuò)誤：時(shí)，常出現(xiàn)以下幾種錯(cuò)誤：a (違反泡利不相容原理違反泡利不相容原理)b (違反洪特規(guī)則違反洪特規(guī)則)c (違反洪特規(guī)則違反洪特規(guī)則)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列元素原子的電子排布式各違下列元素原子的電子排布式各違背了哪一規(guī)律？背了哪一規(guī)律？(1)6C1s22s22p(2)21Sc1s22s22p63s23p63d3(3)22Ti1s22s22p63s23p10

15、解析：解析：從電子排布遵循的原則入手，看是否符從電子排布遵循的原則入手，看是否符合能量最低原則、泡利不相容原理、洪特規(guī)則合能量最低原則、泡利不相容原理、洪特規(guī)則及其特例。及其特例。答案：答案：(1)洪特規(guī)則洪特規(guī)則(2)能量最低原則能量最低原則(3)泡泡利不相容原理利不相容原理原子的核外電子排布的表示方法原子的核外電子排布的表示方法原子原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意示意圖圖意義意義將每個(gè)電子層上的電子總數(shù)表示在將每個(gè)電子層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子原子核外的式子實(shí)例實(shí)例電子電子排布排布式式意義意義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)，這就是電子排級(jí)上排布的電子數(shù)

16、，這就是電子排布式布式實(shí)例實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡化簡化電子電子排布排布式式意義意義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示方括號(hào)表示實(shí)例實(shí)例K：Ar4s1價(jià)電價(jià)電子排子排布式布式意義意義主族元素的價(jià)層電子指最外層電子，主族元素的價(jià)層電子指最外層電子，價(jià)層電子排布式即外圍電子排布式價(jià)層電子排布式即外圍電子排布式實(shí)例實(shí)例Al：3s23p1軌道軌道表示表示式式意意義義每個(gè)圓圈代表一個(gè)原子軌道，每每個(gè)圓圈代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)

17、箭頭代表一個(gè)電子個(gè)箭頭代表一個(gè)電子實(shí)實(shí)例例特別提醒：特別提醒：書寫電子排布式時(shí)，不是按電子排書寫電子排布式時(shí)，不是按電子排布順序書寫，而是按電子層順序，同一電子層布順序書寫，而是按電子層順序，同一電子層的各能級(jí)連在一起。如的各能級(jí)連在一起。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，正確，1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。按要求填空。按要求填空。(1)11Na的電子排布式的電子排布式_。(2)20Ca的價(jià)電子排布式的價(jià)電子排布式_。(3)35Br的離子結(jié)構(gòu)示意圖的離子結(jié)構(gòu)示意圖_。(4)7N的軌道表示式的軌道表示式_?！舅悸伏c(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】本題在書寫核外電子排布式

18、時(shí)本題在書寫核外電子排布式時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)確定原子序數(shù)。確定原子序數(shù)。(2)按照能量最低原則將電子排在能量由低到高按照能量最低原則將電子排在能量由低到高的原子軌道上。的原子軌道上。(3)排布中遵循泡利不相容原理、洪特規(guī)則。排布中遵循泡利不相容原理、洪特規(guī)則?！窘馕鼋馕觥勘绢}主要考查電子排布式、軌道表示式本題主要考查電子排布式、軌道表示式和微粒結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電子排布式是書寫其余和微粒結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電子排布式是書寫其余兩種排布圖的基礎(chǔ)，兩種排布圖的基礎(chǔ)，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，價(jià)電子排布式為：，價(jià)電子排布式

19、為：4s2；35Br的的電子排布式為電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p6，故離子結(jié)，故離子結(jié)構(gòu)示意圖為：構(gòu)示意圖為： ；7N的電子排布式為：的電子排布式為：1s22s22p3，軌道表示式為：，軌道表示式為： ?！敬鸢复鸢浮?1)1s22s22p63s1(2)4s2(3) (4) 【規(guī)律方法規(guī)律方法】(1)剛接觸此類題目直接書寫電剛接觸此類題目直接書寫電子排布式若有困難，可先寫出原子的原子結(jié)構(gòu)子排布式若有困難，可先寫出原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，再據(jù)此寫出電子排布式，如示意圖，再據(jù)此寫出電子排布式，如(2)136號(hào)元素具有特殊性的核外電子排布號(hào)元素具有特殊性的核外電子排布最外

20、層只有最外層只有1個(gè)未成對(duì)電子的元素：個(gè)未成對(duì)電子的元素：A族族(ns1：H、Li、Na、K)，A族族(ns2np1：B、Al、Ga)，A族族(ns2np5：F、Cl、Br)及及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)；最外層有最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素：個(gè)未成對(duì)電子的元素：A族族(ns2np2：C、Si、Ge)，A族族(ns2np4：O、S、Se)；最外層有最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的元素：個(gè)未成對(duì)電子的元素：A族族(ns2np3：N、P、As)。核外電子排布中，未成對(duì)電子數(shù)最多的元素：核外電子排布中，未成對(duì)電子數(shù)最多的元素：Cr(3d54s1，共有，共有6個(gè)未成對(duì)電子個(gè)未成對(duì)電子)。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2下列微粒的核外電子的表示方法下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是中正確的是()ACBP原子價(jià)電子軌道表示式原子價(jià)電子軌道表示式CCr原子的價(jià)電子排布式原子的價(jià)電子排布式3d44s1DFe21s22s22p63s23p63d64s2解析：解析：選選A。A表示碳原子的軌道表示式，正表示碳原子的軌道表示式，正確；確；B不符合洪特規(guī)則；正確的不符合洪特規(guī)則；正確的Cr原子的價(jià)電原子的價(jià)電子排布式為子排布式為3d54s1；Fe2是鐵原子失去最外層是鐵原子失去最外層2個(gè)電子形成的，其電子排布式是個(gè)電子形成的，其電子排布式是1s22s22p63s23p63d6。