高中化学 1.2.1 基态原子的核外电子排布课件 鲁科版选修3.ppt

1 2 3 4 5 6 1 基态原子核外电子排布要遵循的三个原则是 能量最低原则 泡利不相容原理 洪特规则 1 2 3 4 5 6 2 能量最低原则 电子先占据能量最低的轨道 只有当这些轨道占满后 再依次进入能量较高的轨道 即核外电子在各个原子轨道上的排布方式使这个原子体系的能量最低 1 2 3 4 5 6 3 泡利不相容原理 一个原子轨道中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 即在含有多个核外电子的原子中 不存在运动状态完全相同的两个电子 1 2 3 4 5 6 4 洪特规则 电子在能量相同的轨道上排布时 将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同 洪特规则的特例 能量相同的原子轨道在全充满 如p6 d10 f14 半充满 如p3 d5 f7 全空 如p0 d0 f0 时的状态 体系能量较低 原子较稳定 自主思考你会根据原子的电子排布式判断其处于基态还是激发态吗 提示 将基态原子的电子排布式与所给原子的电子排布式相比较 即可作出判断 1 2 3 4 5 6 5 基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序是1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 注意 从3p开始出现能级交错现象 书写19 36号元素k kr的原子核外电子排布式时 需要注意按照以上顺序 即21 30号元素的核外电子排布是电子先排在4s能级上 后排在3d能级上 并且铬及铜原子核外电子排布还要符合洪特规则特例 1 2 3 4 5 6 6 在原子中 每个电子层最多容纳2n2个电子 每个能级最多容纳2 2l 1 个电子 价电子指的是外层原子轨道上的电子 元素的化学性质与价电子的数目密切相关 基态铁原子的价电子排布式为3d64s2 要求 熟练写出元素周期表中前36号元素的名称 元素符号和用电子排布式表示1 36号元素原子核外电子的排布 体会随着原子序数的递增 元素原子 过渡元素的原子除外 的价电子排布从ns1 ns2np6呈现周期性变化的规律 下表为一些常见元素的名称 元素符号 原子序数 电子排布式与价电子排布 1 2 3 4 5 6 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究一基态原子核外电子排布顺序1 基态 的含义 由这一含义可以推知核外电子排布的首要原则是什么 提示 基态 就是最稳定状态 也就是整个原子的能量处于最低状态 核外电子在原子轨道上的排布首先要遵循能量最低原则 即 电子先占据能量低的轨道 再依次进入能量高的轨道 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 2 基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序是怎样的 提示 核外电子排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 3 n值小的能级的轨道的能量一定小于n值大的能级的轨道的能量吗 提示 不一定 1 能级相同时 电子层数越大 原子轨道能量越高 如e3p e2p 2 电子层数相同时 能级越大 原子轨道能量越高 如e3d e3p e3s 3 电子层数 能级不同时 核外电子在外层分布时存在原子轨道能量交错现象 如e4s e3d e4p e5s e4d e5p 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 一 泡利不相容原理泡利不相容原理可以简单叙述为 一个原子轨道中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 说明 a 在核外电子的排布中 排在同一轨道上的两个电子 自旋方向相反 而自旋方向相同的电子 必然处于不同的轨道上 可以这样理解 在同一原子中 没有运动状态完全相同的两个电子存在 原子核外有几个电子 就有几种运动状态 b 根据泡利不相容原理我们可以推算出各电子层可以容纳的最多电子数 具体见下表 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 在原子中 每个电子层最多可容纳2n2个电子 每个能级最多容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的2倍 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 原子的最外层电子数不超过8个 次外层电子数不超过18个的原因 由于能级交错的原因 end e n 1 s 当ns和np充满时 共4个轨道 最多容纳8个电子 多余电子不是填入nd 而是首先形成新电子层 填入 n 1 s轨道中 因此最外层电子数不可能超过8个 同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个 若最外层是第n层 次外层就是第 n 1 层 由于e n 1 f e n 1 s enp 在第 n 1 层出现前 次外层只能在 n 1 s n 1 p n 1 d上填充电子 这三个能级共有9个轨道 最多可容纳18个电子 因此次外层电子数不超过18个 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 二 洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时 基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道 而且自旋方向相同 这个规则称为洪特规则 通俗地说 洪特规则可以表述为 电子总是先平行地分占能量相同的不同轨道 即同一能级上的轨道 如碳原子的轨道表示式是 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 特别地 当同一能级上的电子排布为全充满 如p6 d10 f14 半充满 如p3 d5 f7 和全空状态 如p0 d0 f0 时 具有较低的能量和较大的稳定性 这称为洪特规则的特例 例如 铬 24cr 的价电子排布式是3d54s1 3d 4s能级均为半充满 而不是3d44s2 铜 29cu 的价电子排布式是3d104s1 3d全充满 4s半充满 而不是3d94s2 等等 归纳总结核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则 即能量最低原则 泡利不相容原理和洪特规则 这三个原则并不是孤立的 而是相互联系 相互制约的 也就是说核外电子在原子轨道上排布要同时遵循这三个原则 其中能量最低原则可叙述为 在不违反泡利不相容原理的前提下 核外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 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 例题1 下列有关原子核外电子排布规律的说法正确的是 导学号52720005 a 原子核外电子都是先排内层后排外层b fe2 的价电子排布式为3d54s1c 15p原子的电子排布式是1s22s22p63s23d 同一原子中 1s 2s 3s能级最多容纳的电子数相同解析 由能量最低原则可知 核外电子排布存在能级交错 如e3d e4s 故先排4s能级后排3d能级 fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 形成fe2 时先失去最外层4s轨道上的2个电子 故fe2 的价电子排布式为3d6 根据洪特规则可知 p能级上有3个电子时 应分占三个轨道 则15p原子的电子排布式是1s22s22p63s23综上所述 只有d项正确 答案 d 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 方法技巧熟记核外电子排布规律 洪特规则及其特例是解决此类问题的关键 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 变式训练1在下列各组电子排布式中 填序号 下同 属于基态原子 属于激发态原子 是错误的排布 a 1s22s2b 1s22s23s3 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 解析 基态原子是指电子填充顺序符合能量最低原则 各轨道电子排布不违背泡利不相容原理和洪特规则的原子 激发态原子是指电子未按轨道能量顺序填充 但各轨道电子排布不违背泡利不相容原理和洪特规则的原子 a项表示铍原子的基态 e项表示硫原子的基态 c项相当于1个3p电子激发到4s轨道上 属于激发态原子 同理 d项中1个3p电子激发到了4s能级上 属于激发态原子 b项不符合能量最低原则和泡利不相容原理 也不可能是1s22s22p3中2p轨道电子跃迁的结果 是错误的 f项中的2d能级是不存在的 也是错误的 答案 aecdbf 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究二基态原子核外电子排布表示方法1 书写电子排布式时 是按电子排布顺序书写吗 提示 书写电子排布式时 不是按电子排布顺序书写 而是按电子层顺序 同一电子层的各能级连在一起 如fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2正确 1s22s22p63s23p64s23d6错误 书写核外电子排布式时应注意以下四点 1 确定原子核外的电子数目 2 按照能量最低原则将电子排在能量由低到高的原子轨道上 3 排布中遵循泡利不相容原理 洪特规则 4 书写电子排布式时 按电子层顺序书写 而不是按电子排布顺序书写 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 2 价电子就是最外层电子吗 提示 不是 价电子是指决定元素化学性质的电子 最外层电子一定属于价电子 但有的内层电子也是价电子 如铁原子3d轨道上的部分电子也参与化学反应 也属于价电子 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 原子的核外电子排布的表示方法 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 例题2 下列轨道表示式所表示的元素原子中 其能量处于最低状态的是 导学号52720006 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 解析 能量处于最低状态即为基态 基态原子的核外电子排布需遵循能量最低原则 泡利不相容原理和洪特规则 b项违背了 答案 a借题发挥书写原子核外电子的轨道表示式时 要综合考虑能量最低原则 泡利不相容原理 洪特规则 不能顾此失彼 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 变式训练2下列符号中表达正确的是 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 答案 c 探究一 探究二 即时检测 1 下列表示式中错误的是 c na的电子排布式 1s22s22p63s1d na的简化电子排布式 ne 3s1解析 a项违背了泡利不相容原理 答案 a 探究一 探究二 即时检测 2 下列说法中正确的是 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 2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式一定为1s22s22p5d 2d能级包含5个原子轨道 最多容纳10个电子解析 p电子云形状是纺锤形 或哑铃形 不是平面 8 字形 b项错 2p能级有一个未成对电子的原子有b或f c项错 l层没有d能级 d项错 答案 a 探究一 探究二 即时检测 3 某元素的一种基态粒子的m层p能级上有4个电子 有关该粒子的叙述错误的是 a n层不含有电子b 该粒子为中性原子c l层一定有8个电子d 原子的最外层电子数为4解析 根据元素的一种基态粒子的m能层p能级上有4个电子 其价电子排布是3s23p4 其最外层电子数是6 选项d不正确 答案 d 探究一 探究二 即时检测 4 若某基态原子的价电子排布为4d15s2 则下列说法正确的是 a 该元素基态原子中共有3个电子b 该元素原子核外有5个电子层c 该元素原子最外层共有3个电子d 该元素原子m能层共有8个电子解析 根据该元素的价电子排布可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2 则该元素是39号元素 基态原子核外有39个电子 原子核外有5个电子层 最外层有2个电子 m层有18个电子 只有选项b正确 答案 b 探究一