人教版选修3 第一章原子结构与性质核外电子分布与元素周期表 教案.doc

核外电子分布与元素周期表适用学科高中化学适用年级高中二年级适用区域人教版课时时长（分钟）2课时知识点基态原子的核外电子排布原则及其表示方法、核外电子排布与元素周期表、原子半径的关系教学目标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。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。4.了解核外电子的排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系，并能解释它们之间的变化规律。5.了解元素周期表的应用价值。教学重点1.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。2.了解核外电子的排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系，并能解释它们之间的变化规律。教学难点学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。教学过程一、 课堂导入为什么第一层最多只能容纳两个电子，第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？ 二、复习预习通过上一节的学习，我们知道：电子在原子核外是按能量高低分层排布的，同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(s、p、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布，在化学上我们称为构造原理。下面我们要通过探究知道基态原子的核外电子的排布。三、知识讲解考点1：基态原子的核外电子排布原则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；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1s22s22p63s23p63d54s1，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。注意：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。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。5. 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考点2：基态原子中核外电子排布的表示方法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3d64s2。核外电子排布的表示方法原子结构示意图意义将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子实例电子排布式意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式实例k：1s22s22p63s23p64s1简化电子排布式意义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实例k：ar4s1价电子排布式意义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实例al：3s23p1轨道表示式意义每个圆圈（或方框）代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例考点3：核外电子排布与元素周期表1 核外电子排布与周期的划分1. 周期与能级组、原子轨道的对应关系2. 原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。3周期数与电子层数的关系周期数最外层电子所在轨道的主量子数。4. 每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系价电子排布对应能级组元素种数周期a族0族最外层最多容纳电子数1s11s221s22s12s22p682s、2p83s13s23p683s、3p84s14s24p684s、3d、4p185s15s25p685s、4d、5p186s16s26p686s、4f、5d、6p327s187s、5f、6d(未完)26(未完)2. 核外电子排布与族的划分1划分依据取决于原子的价电子数目和价电子排布。2特点同族元素的价电子数目和价电子排布相同。3规律进入ns(ns12，1s除外)为a族、a族。进入np进入(n1)d进入(n2)fb族由上可知：主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；副族元素中bb族元素价电子数为其族序数；稀有气体单独列为0族。考点4：核外电子排布与原子半径1影响因素2变化规律(1)主族元素(2)过渡元素：同一周期自左到右原子半径逐渐减小，但变化幅度不大。3.判断微粒半径大小(1)同周期，从左到右，原子半径依次减小。(2)同主族，从上到下，原子或同价态离子半径均增大。(3)阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r(na)r(na)，r(s)r(s2)。(4)电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r(n3)r(o2)r(f)r(na)r(mg2)r(al3)，r(s2)r(cl)r(k)r(ca2)。(5)不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r(fe2)r(fe3)，r(cu)r(cu2)。四、例题精析【例题1】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【答案】b 【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个电子且自旋方向相反，2p能级共有3个轨道，最多容纳6个电子。【例题2】下列原子中，单电子数最多的是（）a.16sb.35brc.24crd.15p【答案】c【解析】写出各项原子的价电子轨道表示式进行判断。【例题3】价电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是()a第4周期第a族b第5周期第a族c第5周期第a族d第4周期第a族【答案】b【解析】n5，故应位于第5周期；价电子中有p电子，该元素属于主族元素；价电子数是3，属于第a族。【例题4】(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第_周期_族；最高价氧化物的化学式为_，砷酸钠的化学式是_。(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号：第4周期b族_；第5周期a族_。【答案】(1)4aas2o5na3aso4(2)3d24s2ti5s25p5i【解析】(1)砷原子最外层电子排布式是4s24p3，可知砷原子有4个电子层，价电子数为5，由电子层数周期序数可知，砷元素在第4周期，由主族序数价电子数最高正价可知，砷元素位于a族，最高价氧化物为as2o5，砷酸钠的化学式为na3aso4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。【例题5】下列微粒半径依次增大的是()a同一主族元素随着原子序数的递增b同一周期的元素随着原子序数的递增cna、mg2、al3、fdp、s、s2、cl【答案】 a 【解析】依据比较微粒半径大小的规律进行分析，同一主族，随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，a项正确；同一周期，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，b项错误；c项中各微粒的电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径f最大，al3最小，c项错误；d项中的微粒半径ps，s2cl，d项错误。五、课程小结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。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。4.了解核外电子的排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系，并能解释它们之间的变化规律。5.学会判断原子半径大小。六、课堂运用1价电子排布满足4s半充满而3d为全充满的元素是() aca bv ccrdcu【答案】d 【解析】由题意可知其价电子排布为3d104s1为cu。2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_。ca2：1s22s22p63s23p6f：1s22s23p6p： cr：1s22s22p63s23p63d44s2fe：1s22s22p63s23p63d64s2mg2：1s22s22p6c：。【答案】【解析】根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1s22s22p6；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：；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：3按要求填空：(1)cu的原子结构示意图为_。(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_。【答案】(1) (2)3s23p3(3)1s22s22p63s23p63d64s2(4) (5)br【解析】cu的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，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的电子排布式为1s22s22p3，所以其轨道表示式是。x元素出现了4p能级，说明3d能级已经排满，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，原子序数是35，为溴元素。4已知118号元素的离子aw3、bx、cy2、dz都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是()a质子数：cdb离子的还原性：y2hzd原子半径：xw【答案】d【解析】因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为abdc，所以氢化物稳定性应为hzh2y，离子的还原性y2z。5. 下列原子和离子：ca2、br、mg2，其半径由小到大的顺序是_