2018_2019学年高中化学第1章原子结构第2节第1课时基态原子的核外电子排布学案鲁科版选修3.pdf

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1、第第 1 1 课时课时基态原子的核外电子排布基态原子的核外电子排布1了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。2掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写常见元素(136 号)原子的核外电子排布。(重点)3学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。(难点)基 态 原 子 的 核 外 电 子 排 布 原 则基础初探1能量最低原则(1)基态原子的核外电子排布使整个原子体系的能量最低。(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s2泡利不相容原理(1)一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反；

2、或者说，一个原子中不存在两个完全相同的电子。(2)在原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子。3洪特规则(1)对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同轨道并且自旋方向相同。(2)能量相同的原子轨道在全充满(如 d10)、半充满(如 d5)和全空(如 d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如基态铬原子的核外电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。4电子数与电子层和能级的关系在原子中，每个电子层最多容纳2n2个电子，每个能级最多能容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的 2 倍。(1)原子

3、轨道能量的相对大小为：E4sE3dE3pE3s。()(2)基态 O 原子电子排布式为：1s22s22p4。()(3)Al 原子核外有 1 个未成对电子。()(4)2p 能级上有 2 个未成对电子的元素只有碳。()12262651(5)基态铜原子：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s()1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s()合作探究原子核外电子排布规律探究背景根据基态原子核外电子排布原则可知每一层上的电子排布有一定的数值或数值范围。探究问题1为什么每个电子层最多容纳2n个电子？【提示】各电子层上的能级数目电子层序数n，根据泡利不相容原理，每个原子轨道最多只能容纳 2 个电子，所以每个电

4、子层最多容纳2n个电子。2为什么原子核外最外层的电子不超过8 个？次外层不超过 18 个电子？【提示】由于E(nd)E(n1)s，当ns 和np 轨道电子排满时，多余的电子不是填入nd 轨道，而是首先填入(n1)s 轨道，因此最外层电子数不可能超过268。同理次外层由(n1)s(n1)p(n1)d 组成，所容纳的电子数不大于261018。核心突破1多电子的基态原子核外电子排布遵循的排布顺序可表示为222262610122626922基态原子电子排布原则核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则，对三条原则不能孤立地理解，要综合应用。其中，能量最低原则又可叙述为：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外

5、电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。题组冲关题组基态原子的核外电子排布1基态原子的核外电子排布的原则不包括()A能量守恒原理C泡利不相容原理B能量最低原则D洪特规则【解析】基态原子的核外电子排布必须遵守三个原则：泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则。能量守恒原理与此无关。2【答案】A2在 2p 能级上最多只能排布 6 个电子，其依据的规律是()A能量最低原则B泡利不相容原理C洪特规则D能量最低原则和泡利不相容原理【解析】A 中能量最低原则主要是电子排布先后顺序，洪特规则指的是相同能级电子尽量占据不同轨道，只有 B 选项泡利不相容原理说明一个轨道上最多容纳2 个电子且自旋

6、方向相反，2p 能级共有 3 个轨道，最多容纳 6 个电子。【答案】B3价电子排布满足 4s 半充满而 3d 为全充满的元素是()【导学号：66240003】ACa BV CCrDCu【解析】由题意可知其价电子排布为3d104s1为 Cu。【答案】D4下列原子或离子的电子排布式(或轨道表示式)正确的是_，违反能量最低原理的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利原理的是_。Ca：1s 2s 2p 3s 3pF：1s 2s 3pP：Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4sMg：1s 2s 2pC：22262262662226222626。【解析】根

7、据核外电子排布规律，中错误在于电子排完 2s 轨道后应排 2p 轨道而不是 3p 轨道，正确的应为 1s 2s 2p；中没有遵循洪特规则电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同，正确的应为：；226中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为：【答案】3【温馨提示】在写基态原子的轨道表示式时，防止出现以下几种错误：（违反泡利不相容原理）（违反洪特规则）(违反洪特规则)基 态 原 子 中 核 外 电 子 排 布 的 表 示 方 法基础初探1电子排布式按照能量最低原则对能级进行排序，进而在ns、np、nd 等能级符号的右上角用数字表示

8、出电子的数目。如基态氧原子的电子排布式可表示为1s22s22p4。2轨道表示式一般用小圆圈(或方框)表示一个原子轨道。用“”或“”来区别自旋状态不同的电子。如基态氧原子的轨道表示式可表示为3价电子。(1)与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。(2)为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价电子排布。如基态铁原子的价电子排布式为3d 4s。(1)基态铁原子失去 4s、3d 轨道上各 1 个电子变为 Fe2。()(2)24Cr 的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1。()(3)K 的价电子排布式：4s。()(4)氮原子的轨道表示式：。()

9、162(5)原子的价电子决定了其物理性质和化学性质。()(6)基态 N 原子电子排布式为：He合作探究价电子及价电子排布探究背景4。()原子的价电子影响元素的化学性质，主族元素和过渡元素价电子排布各不相同。探究问题1.价电子就是最外层电子吗？【提示】不一定。价电子是指决定元素化学性质的电子。主族元素的最外层电子是价电子，但过渡元素的次外层甚至倒数第三层电子也是价电子。2.铁原子的价电子排布式为 3d64s2，铁原子可以失去 2 或 3 个电子形成离子 Fe2或 Fe3，且离子稳定性大小顺序是Fe Fe。核心突破核外电子排布的表示方法32原子结构示意图意义实例将每个电子层上的电子总数表示在原子核

10、外的式子用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式K：1s22s22p63s23p64s1为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示K：Ar4s主族元素的价电子指最外层电子，价电子排布式即外围电子排布式Al：3s23p1每个圆圈（或方框）代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子1电子排布式意义实例简化电子排布式意义实例价电子排布式意义实例意义轨道表示式实例题组冲关题组基态原子中核外电子排布的表示方法1.下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是（）5【解析】基态原子的电子在能量相同的轨道上分布时，将尽可能分占不同

11、的轨道并且自旋方向相同。【答案】A2下列关于价电子构型为3s 3p 的粒子描述正确的是()A它的元素符号为 OB它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C它可与 H2生成液态化合物D其轨道表示式为【解析】A 项，据价电子构型可知该粒子的电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3p，故该元素为硫元素；C 项，S 与 H2化合生成气态氢化物 H2S；D 项，S 原子核外电子轨道表示式应为【答案】B3.下列原子中，单电子数最多的是（）A.16SB.35BrC.24CrD.15P【解析】写出各项原子的价电子轨道表示式进行判断。2262424【答案】C64按要求填空：(1)Cu 的原子结构示意图

12、为_。(2)P 的价电子排布式为_。(3)Fe 的电子排布式为_。(4)N 的轨道表示式为_。(5)X 元素的价电子排布式是4s24p5，X 元素的符号是_。【解析】Cu 的电子排布式是1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s，所以其原子结构示意图是；P 的价电子排布式为 3s23p3；Fe 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2；N 的22626101电子排布式为 1s22s22p3，所以其轨道表示式是22626102。X 元素出现了 4p5能级，说明 3d 能级已经排满，其电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p，原子序数是 35，为溴元素。【答案】(1)(2)3s23p3(3)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s(4)(5)Br22626627