1.1.2構(gòu)造原理與電子排布式課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)

課時2構(gòu)造原理與電子排布式衡陽市八中高二化學(xué)備課組

何燁能量量子化原子光譜能層能級原子結(jié)構(gòu)示意圖問題：核外電子在能層中依據(jù)什么規(guī)律排布？回顧舊知核外電子在能層中的排布規(guī)律：(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，

然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。(3)原子最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時

不能超過2個電子)?；仡櫯f知能量量子化原子光譜能層能級原子結(jié)構(gòu)示意圖問題：核外電子在能級中依據(jù)什么規(guī)律排布？回顧舊知請畫出1～18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合已有的能級知識，分析核外電子在能級中的排布規(guī)律。任務(wù)一：能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)結(jié)合H、He的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。電子在能級中的排布規(guī)律2電子在能級中排布規(guī)律對于Li和Be，當(dāng)1s能級填滿之后，電子優(yōu)先填入能量較低的2s能級，直至填滿。能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)2電子在能級中的排布規(guī)律2電子在能級中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)22電子在能級中的排布規(guī)律對于B至Ne元素，在1s、2s能級填滿后，電子填入2p能級，直至2p能級填滿。6電子在能級中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226電子在能級中的排布規(guī)律對于Na至Ar元素，電子首先填入3s能級。填滿后，繼續(xù)填入3p能級，直至3p能級填滿。26電子在能級中排布規(guī)律1s2s3s2p3p電子在能級中排布規(guī)律根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，請分析K中電子填入的能量最高的能級，并說明判斷的依據(jù)。最外層電子數(shù)不能多于8根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，畫出K的原子結(jié)構(gòu)示意圖。分析K中電子填入的能量最高的能級，并說明判斷的依據(jù)。+19289+192881最外層電子數(shù)不能多于8任務(wù)二能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4fNa22611s2s2p3s3p（1）討論基態(tài)鈉原子核外電子在能級中的排列情況？核外電子在能級中排布順序：提出問題能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226261總結(jié)：核外電子在能級中的排布順序：1s2s3s2p3p4s電子在能級中的排布規(guī)律電子在能級中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2261s2s2p3s3pKCa基態(tài)K和Ca核外電子在能級中的排列情況如何？2614s能級交錯核外電子在能級中排布順序：電子并不是總是填滿一個能層后再填入下一個能層光譜學(xué)事實提出問題能級交錯：

填充電子時從第3電子層開始出現(xiàn)此現(xiàn)象，如：E4s<E3d，E5s<E4d，E6s<E4f<E5d。源于光譜學(xué)事實構(gòu)造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)遞增,電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層,如電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的,這種現(xiàn)象被稱為能級交錯。電子在能級中排布規(guī)律1、定義：以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序被稱為構(gòu)造原理。

一、構(gòu)造原理每一行對應(yīng)一個能層每一小圈對應(yīng)一個能級各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數(shù)遞增而增加的電子填入能級的順序76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

電

子

填

充

順

序

圖構(gòu)造原理規(guī)律：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d存在著能級交錯“烤羊肉串”法結(jié)論：構(gòu)造原理的能級交錯現(xiàn)象很好的解釋了電子排布規(guī)律，最外層電子數(shù)目最多不超過8個（K層為最外層時不超過2個）。次外層最多容納的電子不超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過32個。1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p【思考】：有何規(guī)律？構(gòu)造原理規(guī)律：ns(n-2)f(n-1)d

np（2）構(gòu)造原理規(guī)律第七能級組

7s5f6d7p

第六能級組

6s4f5d6p第五能級組

5s4d5p第四能級組

4s3d4p第三能級組

3s3p

第二能級組

2s2p第一能級組

1s能級交錯科學(xué)家鮑林Pauling經(jīng)過計算，將原子軌道劃分為七個能級組：構(gòu)造原理規(guī)律：ns(n-2)f(n-1)d

np

特別提醒:構(gòu)造原理的順序是電子進入基態(tài)原子軌道的填入順序，而不是原子軌道的能量高低順序，按照構(gòu)造原理順序填充電子可使原子的總能量最低。例如:過渡元素的3d和4s的填充順序和能量順序相反?！締栴}探究】根據(jù)構(gòu)造原理各能級能量高低順序有何規(guī)律？1、同一能層不同能級:EnsEnp

EndEnf2、同類能級:n值越大，能級組能量越高3、Ens

E(n-2)f

E(n-1)dEnp（能量交錯），當(dāng)n≥()時,出現(xiàn)d,當(dāng)n≥()時出現(xiàn)f。能級交錯＜＜＜＜＜＜46二、電子排布式1、定義：能層低的能級寫在左邊，依次書寫能層高的能級，能級的右上角標(biāo)注排布的電子數(shù)。1s2能層能級能級容納電子數(shù)Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級上排布的電子數(shù)能級符號2.書寫方法：①先按構(gòu)造原理從低到高排列；

②后將同能層的能級移到一起?！纠}】寫出下列元素原子的電子排布式：C、O、Al、P依據(jù)構(gòu)造原理：①明確能級高低

1s

2s

2p

3s

3p

②按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中Al1s22s22p63s23p1P1s22s22p63s23p3C1s22s22p2O1s22s22p42、電子排布式書寫(1)簡單原子的電子排布式（前20號元素）（2）復(fù)雜原子的電子排布式（前36號元素）

對于較復(fù)雜原子的電子排布式，應(yīng)先按構(gòu)造原理從低到高排列，然后將同能層的能級移到一起。如26Fe，先排列為

，然后將同一能層的能級排到一起，即該原子的電子排布式為_______________________。1s22s22p63s23p64s23d61s22s22p63s23p63d64s2N1s22s22p3Si1s22s22p63s23p2

【練習(xí)】寫出N、Si、V、Br、Zn的電子排布式依據(jù)構(gòu)造原理①明確能級高低

1s

2s

2p

3s

3p4s3d②填入能級電子數(shù)③同能層的能級移到一起Zn1s22s22p63s23p63d104s2Br1s22s22p63s23p63d104s24p5V1s22s22p63s23p63d34s2注：能級電子排布全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)或全空時，能量相對較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。24Cr

1s22s22p63s23p63d4

4s2

1s22s22p63s23p6

3d5

4s129Cu

1s22s22p63s23p63d9

4s2

1s22s22p63s23p6

3d10

4s1

并不是所有基態(tài)原子的核外電子都符合構(gòu)造原理。構(gòu)造模型是理想化了的，但理想化是許多科學(xué)的共同點，是建立模型所必需的。半充滿全充滿【練習(xí)】寫出Cr、Cu的電子排布式課堂練習(xí)3：寫出下列基態(tài)原子的電子排布式：

24Cr:_______________________

29Cu：_______________________

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d94s2

當(dāng)p、d、f

能級處于全空、全充滿或半充滿狀態(tài)時，能量相對較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。全充滿半充滿Cr和Cu電子排布式不符合構(gòu)造原理，構(gòu)造理論是一個被理想化了的思維模型，是個假想過程。要求：寫出1~36號元素基態(tài)原子的電子排布式。

記前36號元素核電荷數(shù)、名稱、元素符號。(課后作業(yè))??1-10號元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號電子排布式K

L

MNO1氫H1s12氦He1s23鋰Li1s22s14鈹Be1s22s25硼B(yǎng)1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p49氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611-18號元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號電子排布式KLMNO11鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p417氯Cl1s22s22p63s23p518氬Ar1s22s22p63s23p6練習(xí)：請寫出19-25號元素基態(tài)原子的簡化電子排布式、26-30號元素基態(tài)原子的價電子排布式練習(xí)：請寫出19-30號元素基態(tài)原子的價電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號電子排布式KLMNO19鉀K1s22s22p63s23p64s120鈣Ca1s22s22p63s23p64s221鈧Sc1s22s22p63s23p63d14s222鈦Ti1s22s22p63s23p63d24s223釩V1s22s22p63s23p63d34s224鉻Cr1s22s22p63s23p63d44s225錳Mn1s22s22p63s23p63d54s226鐵Fe1s22s22p63s23p63d64s227鈷Co1s22s22p63s23p63d74s228鎳Ni1s22s22p63s23p63d84s229銅Cu1s22s22p63s23p63d94s230鋅Zn1s22s22p63s23p63d104s23d54s13d104s1不符合構(gòu)造原理構(gòu)造原理是被理想化的構(gòu)造原理具有一定的局限性，對于個別特殊的過渡元素（24Cr、29Cu）核外電子的排布并不適用?！揪毩?xí)】寫出10Ne和11Na的電子排布式依據(jù)構(gòu)造原理①明確能級高低1s

2s

2p

3s

3p

書寫時：1s22s22p6（Ne電子排布式）

1s22s22p63s1（Na電子排布式）【對比與發(fā)現(xiàn)】：你發(fā)現(xiàn)了什么？②填入能級電子數(shù)【對比】30Zn和18Ar的電子排布式①明確能級高低1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

30Zn：1s22s22p63s23p6

3d104s2（Zn電子排布式）

②填入能級電子數(shù)1s22s22p63s23p6

4s23d1018Ar：1s22s22p63s23p6

（Ar電子排布式）你發(fā)現(xiàn)了什么？[Ar]3d104s2簡化為Zn1s22s22p63s23p63d104s2

簡化電子排布式：[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同簡化為:如：Na：1s22s22p63s1［稀有氣體元素符號］+余下電子排布該元素前一個周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)（3）簡化電子排布式

為了避免電子排布式過于繁瑣，我們可以把內(nèi)層電子達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號來表示。為了避免電子排布式過于繁瑣，可以簡化為[稀氣元素符號]+剩余能級電子排布來表示。Li1s22s1O1s22s22p4

F1s22s22p5Si1s22s22p63s23p2

P1s22s22p63s23p3K1s22s22p63s23p64s1Cr1s22s22p63s23p63d54s1

Br1s22s22p63s23p63d104s24p5

[Ｘ]簡稱“原子實”,表示內(nèi)層電子已達到稀有氣體（上一周期）結(jié)構(gòu)的部分[He]2s1[He]2s22p4

[He]2s22p5[Ne]

3s23p2

[Ne]

3s23p3

[Ar]

4s1

[Ar]

3d54s1

[Ar]

3d104s24p5

19K1s22s22p63s23p6

4s1Ar簡化K：[Ar]4s1[Ｘ]簡稱“原子實”①方括號[]里的符號的意義是：該元素前一個周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)②方括號后的電子層稱為價電子層(3)簡化電子排布式26Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar簡化Fe：[Ar]3d64s2[Ar]3d104s2表示Zn的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ar的核外電子排布相同簡化為再如：Zn1s22s22p63s23p63d104s2

為突出化合價與電子排布式的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層。P11價層電子排布式價電子層［稀有氣體元素符號]+余下電子排布[Ｘ]簡稱“原子實”Fe：[Ar]3d64s2（1）“價電子層”定義：為突出化合價與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層(簡稱價層)。（2）價電子的位置：①對于主族元素和零族元素來說，價電子即最外層電子。表示方法：nsx或nsxnpy

②對于副族和第VIII族元素來說，價電子除最外層電子外，還可能包括次外層電子3.價層電子排布式如：Cl的價層電子排布式為3s23p5；化合價為-1、+7…如：Mn的價層電子排布式為3d54s2。

化合價為+7,+2….課堂練習(xí)4：

請寫出Na、Al、Cl、Mn、Br的簡化電子排布式和價層電子排布。副族元素的價層電子，除最外層電子外，還可包括次外層電子。主族元素的價層電子指最外層電子Na：[Ne]3s1

Al：[Ne]3s23p1Cl：[Ne]3s23p5Mn：[Ar]3d54s2Br：[Ar]3d104s24p5價電子層：為突出化合價與電子排布式的關(guān)系，

將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級，

稱為價電子層（簡稱價層）課本P11同一族元素的價電子排布不一定相同，如第Ⅷ族中部分元素的價電子排布也不相同。(11)24Cr:

；(12)26Fe:

；(13)29Cu:

；(14)32Ge：__________________3s13s23s23p13s23p23d54s13d64s23d104s1(1)11Na:

；(2)12Mg:

。(9)13Al

:

；(10)14Si:

；練習(xí)：試寫出下列原子的價層電子排布式4s24p23.價層電子排布式

通常元素周期表只給出價層電子排布。Li1s22s1[He]2s1O1s22s22p4

[He]2s22p4

F1s22s22p5[He]2s22p5Si1s22s22p63s23p2

[Ne]

3s23p2

P1s22s22p63s23p3[Ne]

3s23p3K1s22s22p63s23p64s1[Ar]

4s1

Cr1s22s22p63s23p63d54s1

[Ar]

3d54s1Zn1s22s22p63s23p63d104s2[Ar]

3d104s2

2s12s22p4

2s22p53s23p23s23p34s13d54s13d104s2

(1)判斷該原子變成離子時會得到電子或失去電子數(shù)。(2)原子失去電子時，總是優(yōu)先失去最外層電子。（一般來說，主族元素只失去最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能會進一步失去內(nèi)層電子。）(3)原子得到電子形成陰離子時，得到的電子填充在最外層的能級上。(4)離子最外層電子可能超過8個如：Cl－

電子排布式為1s22s22p63s23p6Zn2+電子排布式為1s22s22p63s23p63d104、離子的電子排布式的書寫：請寫出S2-、Cu2+、Fe2+、Fe3+離子的電子排布式？S2-

：1s22s22p63s23p6Cu2+

：1s22s22p63s23p63d9Fe2+

：1s22s22p63s23p63d6Fe3+

：1s22s22p63s23p63d5課堂練習(xí)1、原子失去電子時，總是優(yōu)先失去最外層電子。一般來說，主族元素只失去最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能會進一步失去內(nèi)層電子。2、原子得到電子形成陰離子時，得到的電子填充在最外層的能級上。3、離子最外層電子可能超過8個構(gòu)造原理電子排布式核外電子的填充順序?qū)嵸|(zhì)：各能級的能量高低順序能級交錯現(xiàn)象基態(tài)原子的電子排布式的書寫價層電子排布式的書寫離子的電子排布式的書寫課堂小結(jié)能量量子化原子光譜能級構(gòu)造原理簡化電子排布式1s22s22p63s2電子排布式價層電子排布式【Ar】4s14s1原子實，表示內(nèi)層電子價層電子，決定化學(xué)性質(zhì)表示方法核外電子的運動狀態(tài)規(guī)律能層原子結(jié)構(gòu)示意圖K+1928813p64s1小結(jié)

電子排布式的書寫1．簡單原子的電子排布式(1)按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中。如(2)簡化電子排布式：把內(nèi)層電子達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號來表示。如Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1，其中第一、二電子層與Ne(1s22s22p6)的結(jié)構(gòu)相同，所以其電子排布式可簡化為[Ne]3s1；K的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。微粒電子排布式微粒電子排布式C1s22s22p2Ne1s22s22p6Cl1s22s22p63s23p5K1s22s22p63s23p64s1小結(jié)課后練習(xí)：下列化學(xué)用語的應(yīng)用<zzd>錯誤</zzd>的是(@45@)。

A課后練習(xí)：某元素原子3d軌道上有5個電子，則該原子最外層電子的排布可能是（

）A.4s1B.4s24p1C.4s24p3D.3s23p63d5

A課后練習(xí)：下列原子或離子核外電子排布不屬于基態(tài)排布的是（

）A.N:1s22s22p3B.S2-:1s22s22p63s23p6C.Na:1s22s22p53s2D.Si:1s22s22p63s23p2C

D1、下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化學(xué)用語，不能表示氯離子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、構(gòu)造原理揭示的電子排布能級順序，實質(zhì)是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量，以下各式中正確的是（）

A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB