2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第一章　第一节　第2课时　构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道课件

第一章第一节构造原理与电子排布式电子云与原子轨道第2课时1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并根据思维模型熟练书写1~36号元素的电子排布式。2.通过对原子轨道和电子云的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、构造原理与电子排布式二、电子云与原子轨道<一>构造原理与电子排布式1.构造原理(1)含义以_______事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的_____称为构造原理。光谱学顺序(2)示意图能层能级顺序2.电子排布式(1)概念及书写方法按照构造原理，电子填满了一个能级，开始填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的基态原子的电子排布。如果将K、L、M、N等能层分别用1、2、3、4等数字表示，各能级用s、p、d、f等符号来表示，在相应能级符号的右上角用数字表示出该能级上所排布的电子数，这种式子叫作电子排布式。如Al原子的电子排布式及有关符号的含义为注意：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理顺序书写。例如，21号元素钪(Sc)的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，最后两个能级的填充顺序为_______，但是在书写电子排布式时应写为______。4s23d13d14s2该能级上的电子数能层序数能级符号(2)类别①原子的电子排布式如氯原子和铁原子的核外电子排布式分别为________________，___________________。②简化电子排布式将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为_________、_______、_______。1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p63d64s2[He]2s22p3[Ne]3s1[Ar]4s2③价层电子排布式为突出_______与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为_________(简称价层)。通常，元素周期表只给出价层电子排布。如氯原子和铁原子的价层电子排布式分别为______、______。④离子的电子排布式从基态的原子转化为相应的离子时总是从外向里失去电子。如Fe2+的电子排布式为_________________________，Fe3+的电子排布式为_________________________。化合价价电子层3s23p53d64s21s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d61s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(3)能级交错构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。写出24Cr、29Cu基态原子的核外电子排布式。它们的电子排布符合构造原理吗？提示

24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)，二者的电子排布不符合构造原理。思维聚焦当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。以Cr为例：1.根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和价层电子排布式。(1)F：___________________________；

(2)S：_______________________________；

(3)K：____________________________；

(4)Mn：____________________________________；

(5)Br：___________________________________________。

1s22s22p5

[He]2s22p5

2s22p51s22s22p63s23p4

[Ne]3s23p4

3s23p41s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

4s11s22s22p63s23p63d54s2

[Ar]3d54s2

3d54s21s22s22p63s23p63d104s24p5

[Ar]3d104s24p5

4s24p52.请写出K+、S2-、Cu2+的电子排布式。答案

K+：1s22s22p63s23p6S2-：1s22s22p63s23p6Cu2+：1s22s22p63s23p63d93.(1)基态B原子的电子排布式为_____________________。

(2)基态N原子的价层电子排布为_______。

(3)Se原子的原子序数为____，其M层的电子排布为__________。

(4)Li3N晶体中氮以N3-形式存在，基态N3-的电子排布式为_________。

(5)基态镓(Ga)原子的电子排布式：__________________________________________________。(6)北京奥运会主体育场“鸟巢”使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢。基态钒原子的价层电子排布为_______。

1s22s22p1(或[He]2s22p1)2s22p3343s23p63d101s22s22p61s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)3d34s2返回<二>电子云与原子轨道

概率2.电子云(1)电子云是处于一定_________状态的电子在原子核外空间的______________的形象化描述。小点越密，表示概率密度_____。如氢原子的电子云图为(2)电子云轮廓图：把电子在原子核外空间出现概率_______的空间圈出来的图形。如s电子云轮廓图的绘制过程为空间运动概率密度分布越大P=90%

形状分析

类别电子云轮廓图特点s电子云轮廓图

①球形，一个伸展方向②同一原子的能层序数越大，s电子云半径越大，如(3)形状

形状分析

类别电子云轮廓图特点p电子云轮廓图

①哑铃形，三个互相垂直的伸展方向(px、py、pz)②同一原子的能层序数越大，p电子云半径越大③在同一能层中px、py、pz的能量相同3.原子轨道(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个_____________称为一个原子轨道。常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。(2)形状s轨道呈____形；p轨道呈_____形。空间运动状态球哑铃能级符号nsnpndnf轨道数目____________(3)各能级所含有的原子轨道数目13571.分析K、L、M能层的原子轨道总数分别是多少？答案

能层能级原子轨道数原子轨道总数K1s11L2s142p3M3s193p33d52.基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素有几种？填充在7个轨道中的元素有几种？提示

s、p能级分别有1、3个原子轨道，按照构造原理，核外电子填充在6个轨道的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2种；填充在7个轨道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一种元素。归纳总结原子轨道与能层序数的关系(1)不同能层的相同能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别用px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。1.正误判断(1)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转(2)1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子(3)电子云轮廓图外仍然会有电子出现，但概率较小(4)2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(5)2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量相等×√××√2.下列有关原子轨道和电子云的说法正确的是A.s轨道呈球形，随能层序数的增加，s轨道数也增加B.p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动C.电子云是笼罩在原子核外的云雾D.电子云图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小√任何能层的s能级都只有1个原子轨道，与能层序数的大小无关，故A错误；电子在p轨道上绕核高速运动，不是做“∞”形运动，故B错误；电子云不是笼罩在原子核外的云雾，是表示电子出现的概率，小点的疏密表示电子在核外空间出现的概率大小，故C错误、D正确。3.如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是A.s能级和p能级的原子轨道形状相同B.每个p能级都有6个原子轨道C.s能级的原子轨道半径与能层序数有关D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动√A项，s轨道为球形，p轨道为哑铃形，错误；B项，每个p能级有3个原子轨道，错误；C项，能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，正确；D项，钠原子的电子在6个原子轨道上高速运动，错误。4.元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1。试回答下列各题：(1)电子排布式中的n=

；原子中能量最高的是

电子，其电子云在空间有

方向，原子轨道呈

形。

(2)元素X的名称是

。

22p三个互相垂直的伸展哑铃氮元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，根据核外电子排布规律可知n=2，则X是N。返回课时对点练对一对答案1234567891011121314题号12345678答案CCDCBDDC题号910111213答案CCAD

A

1514.答案123456789101112131415(1)①1s22s22p63s23p2

②1s22s22p1

③1s22s22p63s23p63d8

1s22s22p63s23p63d5

1s22s22p63s23p6

(2)Br

(3)M

3

(4)[Ar]3d104s24p3第四周期第ⅤA族答案12345678910111213141515.

题组一构造原理与电子排布式1.按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p对点训练答案123456789101112131415√由构造原理可知，A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误；B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误；D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。答案1234567891011121314152.(2024·大连第二十四中学月考)下列说法正确的是A.原子核外电子先排满K层再排L层、先排满M层再排N层B.能级能量：E(5s)>E(4f)>E(4s)C.1s22s12p1可以表示激发态原子的电子排布D.凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布答案123456789101112131415√填充完N能层的4s能级后才能填充M能层的3d能级，A错误；能级能量：E(4f)>E(5s)，B错误；单原子形成的离子不一定具有稀有气体原子的核外电子排布，如H+核外电子数为0，D错误。答案1234567891011121314153.(2024·天津南开区高二期末)下列各原子或离子的电子排布式中，错误的是A.B

1s22s22p1B.S2-

1s22s22p63s23p6C.Ca2+

1s22s22p63s23p6D.Cr

1s22s22p63s23p63d44s2答案123456789101112131415√Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，D错误。硼原子核外L能层中的电子数目为3，碳原子核外L能层中的电子数目为4，二者之比为3∶4，C项正确。

答案123456789101112131415√5.下列元素基态原子的简化电子排布式中，前者一定是金属元素，后者一定是非金属元素的是A.[Ne]3s23p2

[Ne]3s2B.[Ar]4s1

[Ne]3s23p4C.[Ne]3s23p1

[Ar]4s2D.[He]2s22p4

[Ne]3s23p5答案123456789101112131415√A项，两种元素分别为Si、Mg，Si为非金属元素，Mg为金属元素；B项，两种元素分别为K、S，符合题意；C项，两种元素分别为Al、Ca，均为金属元素；D项，两种元素分别为O、Cl，均为非金属元素。答案123456789101112131415题组二电子云与原子轨道6.下列关于电子云或原子轨道的叙述正确的是A.电子云图中的小黑点越密，表示原子核外单位体积内的电子越多B.原子轨道是电子运动的轨迹C.原子轨道表示电子在空间各处出现的概率D.电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外单位体积内出现

概率的大小答案123456789101112131415√电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小，小黑点越密，表示电子在原子核外单位体积内出现的概率越大，小黑点越疏，表示电子在原子核外单位体积内出现的概率越小。答案1234567891011121314157.下列有关原子轨道的叙述正确的是A.氢原子的2s轨道能量较3p轨道高B.能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子C.p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数

也在增多D.锂原子的2s与5s轨道皆为球形√答案123456789101112131415答案123456789101112131415H原子的2s轨道能量低于3p轨道，A错误；每个能层最多能容纳2n2个电子，所以能层n=4的原子轨道最多可容纳32个电子，B错误；所有的p能级都含有3个轨道，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数不变，C错误；所有的s轨道电子云轮廓图都是球形，所以锂原子的2s与5s轨道皆为球形，D正确。下列有关说法正确的是A.电子云轮廓图就是原子轨道图B.3p2表示3p能级中有两个原子轨道C.由图乙可知，s电子的电子云轮廓图呈球形，有无数条对称轴D.由图丙可知，px、py、pz轨道相互垂直，因为伸展方向不同，故能量不同8.图甲是氢原子的1s电子云图，图乙、丙分别表示s、p电子的电子云轮廓图。√答案123456789101112131415答案123456789101112131415电子云就是用小黑点的疏密程度来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的电子云轮廓图并不完全等同于原子轨道图，故A错误；3p2表示3p轨道上有2个电子，故B错误；由图可知，s电子的电子云轮廓图呈球形，有无数条对称轴，故C正确；p电子的电子云轮廓图呈哑铃形，每个p能级有px、py、pz三个原子轨道，这三个轨道相互垂直，且能量相同，故D错误。9.(2024·安徽马鞍山期末)在基态多电子原子中，下列叙述不正确的是A.2s和3s轨道形状均为球形B.3d、4d、5d能级的原子轨道数相等C.基态钠原子最外层电子占据的原子轨道的形状为哑铃形D.35Cl与37Cl的电子排布式都为1s22s22p63s23p5√答案123456789101112131415综合强化答案1234567891011121314152s和3s轨道形状均为球形，A正确；d能级都有5个原子轨道，B正确；基态Na原子最外层电子为3s电子，占据的原子轨道为球形，C错误；35Cl与37Cl的电子数相同，电子排布式都为1s22s22p63s23p5，D正确。10.下列有关原子轨道的能量说法不正确的是A.多电子原子中，原子轨道的能量高低总是遵循ns<np<ndB.同一原子中，原子轨道的能量：4s>3pC.同一原子中，原子轨道形状相同的能级的能量一定相同D.常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向√同一原子中，不同能层s轨道形状相同，但能量不同，能层越大其能量越高，如E(1s)<E(2s)，C错误。答案12345678910111213141511.当硅原子的电子排布式由1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s13p3时，下列说法正确的是A.硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量B.硅原子由基态转化为激发态，这一过程释放能量C.硅原子处于激发态时的能量低于基态时的能量D.转化后硅原子与磷原子的电子层结构相同，化学性质相似√答案123456789101112131415答案123456789101112131415硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量，A项正确，B项错误；激发态时的能量高于基态时的能量，C项错误；转化后硅原子与磷原子电子层结构不相同，因为磷原子的最外层电子排布为3s23p3，化学性质也不相同，D项错误。12.X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p4和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能的是A.X2Y2Z3 B.X2YZ3C.X2YZ4 D.XYZ3√答案123456789101112131415答案1234567891011121314由题意可知，X位于ⅠA族，Y为S元素，Z为O元素。X2Y2Z3中Y的化合价为+2价，S元素有+2价，故A不符合题意；X2YZ3中Y的化合价为+4价，S元素有+4价，故B不符合题意；X2YZ4中Y的化合价为+6价，S元素有+6价，故C不符合题意；XYZ3中Y的化合价为+5价，S元素不存在+5价，故D符合题意。1513.下列有关说法正确的是A.每个能层s能级的原子轨道的形状相同，能层序数越大，轨道半径越大，

电子能量越高B.原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹C.教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象

地称作电子云”，这说明原子核外电子云是实际存在的D.每个能层都有p能级，p能级都有3个原子轨道√答案123456789101112131415答案123456789101112131415电子云表示的是电子在核外某处出现的概率，不是电子运动后留下的痕迹，故B错误；电子云是电子在核外运动的概率密度分布的形象化描述，实际不存在，故C错误；K能层没有p能级，故D错误。14.(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：

。

答案123456789101112131415L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为Si。1s22s22p63s23p2当次外层为K层时，最外层电子数为3，则B为硼元素；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8=12，不可能。②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：

。

1s22s22p1基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，故基态Ni2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8；基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，故基态S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6。③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为

、

、

。

答案1234567891011121314151s22s22p63s23p63d81s22s22p63s23p63d51s22s22p63s23p6根据最外层电子排布式可知该元素有4个电子层，最外层有7个电子，位于第四周期第ⅦA族，为溴元素，元素符号为Br。(2)某元素原子的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为

。

答案123456789101112131415Br基态Ti2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63