山东省泰安市高二化学 1.2.1 基态原子的核外电子排布课件

第2节原子结构与元素周期表第1课时基态原子的核外电子排布 学习目标1 了解原子核外电子的能级分布 2 掌握基态原子的核外电子排布规律 掌握常见元素 1 36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 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 第1课时 课前自主学案 一 基态原子的核外电子排布规则1 能量最低原则 1 能量最低原则核外电子的排布按轨道能量由 到 由内层到外层依次排列 使整个原子处于最低的能量状态 低 高 2 基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 适用于大多数基态原子的核外电子排布 2 泡利不相容原理 1 一个原子轨道中最多容纳 电子 且这两个电子自旋方向必须 2 在原子中 每个电子层最多能容纳 个电子 两个 相反 2n2 3 洪特规则 1 对于基态原子 电子在 的轨道上排布时 将尽可能分占 的轨道并且自旋方向 2 洪特进一步指出 能量相同的原子轨道在 如d10 如d5 和 如d0 状态时 体系能量低 原子较稳定 能量相同 不同 相同 全充满 半充满 全空 二 电子排布的表达方式1 电子排布式简写为nlx 其中n为电子层数 l为角量子数 并用其所对应的符号表示 x为 如氧原子可表示为 2 轨道表示式一般用小圆圈 或方框 短线 表示一个确定的 用 或 来区别 不同的电子 电子个数 1s22s22p4 原子轨道 自旋方向 三 价电子1 与 密切相关的最外层原子轨道上的电子 称为价电子 2 为了便于研究化学性质与核外电子间的关系 人们常常只表示出原子的 排布 化学性质 价电子 思考感悟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 最外层电子是价电子 但有的内层电子也是价电子 如铁原子3d轨道上的电子也参与化学反应 也属于价电子 1 在d轨道中电子排布成 而不排布成 其最直接的根据是 A 能量最低原则B 泡利不相容原理C 原子轨道能级图D 洪特规则解析 选D 根据洪特规则核外电子在同一能级上排布时将尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同 由此可对选项进行判断 2 2011年黄冈高二质检 下列各原子或离子的电子排布式错误的是 A Na 1s22s22p6B F1s22s22p5C Cl 1s22s22p63s23p5D Ar1s22s22p63s23p6解析 选C 本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数 s能级最多容纳2个电子 p能级有3个轨道最多可容纳6个电子 电子总是先从能量低的能层 能级排列 Cl 应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构 所以Cl 的电子排布式应为1s22s22p63s23p6 3 写出符合下列要求的原子价电子排布式 并写出元素名称 1 原子中3d半充满的元素 2 原子中4s半充满的元素 解析 1 3d半充满 可能的价电子排布式为3d54s1 3d54s2 原子的核外电子排布式为 Ar 3d54s1 Ar 3d54s2为24号 25号元素铬 锰 2 4s半充满为4s1 可能的价电子排布式为4s1 3d54s1 3d104s1 原子的核外电子排布式为 Ar 4s1 Ar 3d54s1 Ar 3d104s1分别为19号元素钾 24号元素铬 29号元素铜 答案 1 3d54s1铬 3d54s2锰 2 4s1钾 3d54s1铬 3d104s1铜 课堂互动讲练 1 能量最低原则 即电子尽先占有能量低的轨道 然后进入能量高的轨道 使整个原子的能量处于最低状态 1 基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序 2 l相同时 n愈大 原子轨道能量愈高 如E3p E2p 3 n相同时 能级愈大 原子轨道能量愈高 如E3d E3p E3s 4 电子层 能级不同时 在原子中的价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 2 泡利不相容原理 一个原子轨道中最多只能容纳两个电子 且这两个电子的自旋方向必须相反 如2s轨道上的电子排布为 不能为 3 洪特规则 1 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时 尽可能分占不同的原子轨道 且自旋方向相同 这样整个原子的能量最低 如2p3的电子排布为 不能为或 2 能量相同的原子轨道在全充满 如p6和d10 半充满 如p3和d5 和全空 如p0和d0 状态时 体系的能量较低 原子较稳定 特别提醒 基态原子核外电子排布的三项原则是相互联系的 电子填充在原子轨道时 必须同时遵守三项原则 才能使整个原子能量最低 最稳定 所以判断核外电子排布正误时 一定要三者兼顾 综合评价 下列原子或离子的电子排布式正确的是 违反能量最低原则的是 违反洪特规则的是 违反泡利不相容原理的是 Ca2 1s22s22p63s23p6 F 1s22s23p6 P Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 Mg2 1s22s22p6 C 解析 根据核外电子排布规律知 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M层电子排布没有遵循洪特规则 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 1s22s22p63s23p63d54s1 和 正确 违反泡利不相容原理 所以应为C 答案 误区警示 在书写基态原子的轨道表示式时 常出现以下几种错误 a 违反泡利不相容原理 b 违反洪特规则 c 违反洪特规则 变式训练1下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律 1 6C1s22s22p 2 21Sc1s22s22p63s23p63d3 3 22Ti1s22s22p63s23p10解析 从电子排布遵循的原则入手 看是否符合能量最低原则 泡利不相容原理 洪特规则及其特例 答案 1 洪特规则 2 能量最低原则 3 泡利不相容原理 特别提醒 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 1s22s22p63s23p63d64s2正确 1s22s22p63s23p64s23d6错误 按要求填空 1 11Na的电子排布式 2 20Ca的价电子排布式 3 35Br 的离子结构示意图 4 7N的轨道表示式 思路点拨 本题在书写核外电子排布式时应注意以下三点 1 确定原子序数 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 解析 本题主要考查电子排布式 轨道表示式和微粒结构示意图 其中 电子排布式是书写其余两种排布图的基础 11Na 1s22s22p63s1 20Ca 1s22s22p63s23p64s2 价电子排布式为 4s2 35Br 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6 故离子结构示意图为 7N的电子排布式为 1s22s22p3 轨道表示式为 答案 1 1s22s22p63s1 2 4s2 3 4 规律方法 1 刚接触此类题目直接书写电子排布式若有困难 可先写出原子的原子结构示意图 再据此写出电子排布式 如 2 1 36号元素具有特殊性的核外电子排布 最外层只有1个未成对电子的元素 A族 ns1 H Li Na K A族 ns2np1 B Al Ga A族 ns2np5 F Cl Br 及Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 最外层有2个未成对电子的元素 A族 ns2np2 C Si Ge A族 ns2np4 O S Se 最外层有3个未成对电子的元素 A族 ns2np3 N P As 核外电子排布中 未成对电子数最多的元素 Cr 3d54s1 共有6个未成对电子 变式训练2下列微粒的核外电子的