高中化學(xué)專題2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一單元第2課時(shí)原子核外電子的排布

第2課時(shí)原子核外電子(héwàidiànzǐ)的排布專題(zhuāntí)2第一單元原子核外電子的運(yùn)動(dòng)第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20251.熟知原子(yuánzǐ)核外電子排布的能量最低原理、泡利不相容原理及洪特規(guī)則。2.知道原子核外電子排布的軌道能量順序，會(huì)正確書寫1～36號(hào)原子核外電子排布式和軌道表示式(電子排布圖)。目標(biāo)(mùbiāo)導(dǎo)航第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究(tànjiū)隨堂達(dá)標(biāo)(dábiāo)檢測(cè)欄目(lánmù)索引第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025一、原子核外電子(héwàidiànzǐ)的排布原理及表示方法基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案(dáàn)能量(néngliàng)較高的軌道(一)排布原理1.能量最低原理原子核外電子首先

，然后依次進(jìn)入

，這樣使整個(gè)原子處于最低的能量狀態(tài)。如右圖所示。占有能量低的軌道相關(guān)視頻第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025答案(dáàn)2.泡利不相容原理每個(gè)原子軌道上最多只能容納(róngnà)

的電子。3.洪特規(guī)則原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能

，且

。兩個(gè)(liǎnɡɡè)自旋狀態(tài)不同分占不同的原子軌道自旋狀態(tài)相同第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025答案(dáàn)(二)表示(biǎoshì)方法1.電子排布式(以氫為例)：電子層序數(shù)(xùshù)軌道上的電子數(shù)原子軌道類型第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025答案(dáàn)2.軌道(guǐdào)表示式：自旋狀態(tài)(zhuàngtài)相反軌道電子及其自旋狀態(tài)第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025答案(dáàn)3.原子結(jié)構(gòu)示意圖：核電荷(diànhè)數(shù)電子層該電子(diànzǐ)層上的電子(diànzǐ)數(shù)第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025議一議1.寫出下列原子(yuánzǐ)的電子排布式和簡(jiǎn)寫。(1)16S：

;(2)20Ca：

。2.寫出上述原子的價(jià)電子排布式(或外圍電子排布式)。(1)

；(2)

。3.寫出下列原子的軌道表示式：(1)O：______________________；

(2)Na：___________________________。1s22s22p63s23p4、[Ne]3s23p41s22s22p63s23p64s2、[Ar]4s23s23p44s2答案(dáàn)第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025答案(dáàn)4.從元素周期表中查出Cr、Cu的外圍電子排布式，思考：(1)電子排布式的書寫順序與核外電子填充順序一定相同嗎？答案不一定相同，電子排布式的書寫按電子層由里到外和s、p、d順序，而核外電子填充順序是按軌道能量順序。過渡元素電子排布式書寫與電子填充順序不一致。(2)所有(suǒyǒu)元素的原子核外電子排布都符合軌道能量順序嗎？答案1～36號(hào)元素中，只有Cr、Cu兩種元素基態(tài)原子的電子填充順序與軌道能量順序不符合。第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025二、光譜與光譜分析(ɡuānɡpǔfēnxī)1.光譜形成原因不同元素的原子發(fā)生

時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光。2.光譜分類3.光譜分析在現(xiàn)代化學(xué)中，利用

上的特征(tèzhēng)譜線來鑒定元素的分析方法。返回(fǎnhuí)答案躍遷吸收發(fā)射原子光譜第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025一、核外電子排布(páibù)規(guī)律重點(diǎn)難點(diǎn)探究(tànjiū)1.原子核外電子(héwàidiànzǐ)排布“兩原理一規(guī)則”(1)能量最低原理：電子在原子軌道上的分布要盡可能地使原子的能量為最低，即占據(jù)能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道。(2)泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道最多容納兩個(gè)電子且自旋方向必須相反。(3)洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同。第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025洪特規(guī)則特例當(dāng)同一原子軌道上的電子排布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空狀態(tài)(p0、d0、f0)時(shí)，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。例如(lìrú)，鉻(24Cr)的外圍電子排布是3d54s1(3d、4s軌道均為半充滿)，而不是3d44s2；銅(29Cu)的外圍電子排布是3d104s1(3d全充滿、4s半充滿)，而不是3d94s2。第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20252.用軌道表示(biǎoshì)式表示(biǎoshì)原子核外電子排布以鋁原子為例，軌道表示式中各符號(hào)、數(shù)字的意義為第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025書寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，要兼顧三條原則，不能顧此失彼，防止出現(xiàn)以下錯(cuò)誤(cuòwù)：①違反泡利不相容原理：特別(tèbié)提醒第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025例1下列(xiàliè)原子或離子的電子排布式或軌道表示式正確的是________(填序號(hào)，下同)，違反能量最低原理的是________，違反洪特規(guī)則的是________，違反泡利不相容原理的是________。①Ca2＋：1s22s22p63s23p6②F－：1s22s23p6③P：④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2＋：1s22s22p6⑦C：解析(jiěxī)答案第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025解析根據(jù)核外電子排布規(guī)律知②中錯(cuò)誤在于(zàiyú)電子排完2s軌道后應(yīng)排2p軌道，而不是3p軌道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；③中沒有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同原子軌道的不同(bùtónɡ)軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同(bùtónɡ)的軌道并且自旋狀態(tài)相同，正確的應(yīng)為；④中忽略了能量相同(xiānɡtónɡ)的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1；⑤和⑥正確；⑦違反泡利不相容原理，正確的應(yīng)為

。答案

①⑤⑥

②

③④

⑦第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025(1)陰離子電子排布式書寫時(shí)，先寫原子(yuánzǐ)電子排布式，再寫得電子后所得陰離子的電子排布式。(2)陽(yáng)離子電子排布式書寫時(shí)，先寫原子電子排布式再按由外層向里層失去電子所得離子的電子排布式書寫。解題(jiětí)反思第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025變式訓(xùn)練1下列(xiàliè)軌道表示式(每一個(gè)小方框表示一個(gè)原子軌道)所表示元素的原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是(

)解析(jiěxī)答案第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025解析B違背(wéibèi)了洪特規(guī)則，2p軌道應(yīng)為

；C、D違背(wéibèi)了能量最低原理，C應(yīng)為

，D應(yīng)為

。故選A。答案(dáàn)

A

第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025解題(jiětí)反思基態(tài)原子核外電子(héwàidiànzǐ)排布必須同時(shí)符合核外電子(héwàidiànzǐ)排布三原則。第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025二、電子排布(páibù)式的書寫1.簡(jiǎn)單原子的電子排布(páibù)式的書寫按照軌道能量順序?qū)㈦娮右来翁畛涞侥芰恐饾u升高的軌道中。如：6C：1s22s22p2

10Ne：1s22s22p617Cl：1s22s22p63s23p5

19K：1s22s22p63s23p64s12.復(fù)雜原子的電子排布式的書寫對(duì)于較復(fù)雜的電子排布式，應(yīng)先按能量最低原理從低到高排列，然后將同一層的電子移到一起。如：26Fe：先按能量從低到高排列為1s22s22p63s23p64s23d6，然后將同一層的排列一起，即該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20253.利用軌道能量順序書寫簡(jiǎn)化電子排布式如K：1s22s22p63s23p64s1，其簡(jiǎn)化電子排布式可表示為[Ar]4s1，其中(qízhōng)[Ar]代表Ar的核外電子排布式，即1s22s22p63s23p6,4s1是K的最外層電子排布。再如Fe的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d64s2。第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20254.簡(jiǎn)單離子電子排布式的書寫先寫原子的電子排布式，然后再得失電子。例如：O2－的電子排布式，先寫O原子的電子排布式為1s22s22p4，再得2個(gè)電子知O2－的電子排布式為1s22s22p6。Fe3＋的電子排布式，先寫Fe原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，再失去3個(gè)電子(由外層向里層失去電子)得到Fe3＋電子排布式為[Ar]3d5，而不能先失去3個(gè)電子，再按軌道(guǐdào)能量順序?qū)懗蒣Ar]3d34s2。第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025特別(tèbié)提醒(1)絕大多數(shù)元素原子核外電子的排布遵循軌道(guǐdào)能量順序，1～36號(hào)元素中，Cr和Cu元素具有特殊性。Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。(2)電子排布按構(gòu)造原理填充，而書寫電子排布式時(shí)，按電子層由小到大的順序書寫，同一電子層按軌道類型順序連在一起。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而不能寫成1s22s22p63s23p64s23d6。(3)基態(tài)原子失電子時(shí)，由外層向里層，按軌道類型的順序失去電子。第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025解析(jiěxī)答案例2下列各原子或離子的電子排布(páibù)式錯(cuò)誤的是(

)A.Na＋：1s22s22p6B.F：1s22s22p5C.Cl－：1s22s22p63s23p5D.Mn：1s22s22p63s23p63d54s2解析本題考查的是構(gòu)造(gòuzào)原理及各軌道最多容納的電子數(shù)。s軌道最多容納2個(gè)電子，p軌道最多可容納6個(gè)電子；電子總是從能量低的電子層、原子軌道開始排列，Cl－應(yīng)是Cl原子得一個(gè)電子形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以Cl－的電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p6。C第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025解題(jiětí)反思絕大多數(shù)原子或離子的電子排布均遵循軌道能量順序，過渡元素(yuánsù)電子排布式書寫順序與電子填充順序不一致。第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025變式訓(xùn)練2按要求填空：(1)基態(tài)B原子的電子排布式為________。解析B的核外有5個(gè)電子，核外電子排布式為1s22s22p1。(2)基態(tài)N原子的外圍(wàiwéi)電子排布式為______。

解析N原子最外層有5個(gè)電子，最高電子層為2，外圍電子排布式為2s22p3。(3)Se原子序數(shù)為____，其核外M層電子的排布式為__________。解析Se與O同主族。原子序數(shù)為34，N電子層有6個(gè)電子，故其M層排滿，電子排布式為3s23p63d10。解析(jiěxī)答案1s22s22p12s22p3343s23p63d10第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025(4)Li3N晶體中氮以N3－存在，基態(tài)N3－的電子排布(páibù)式為________。解析N原子電子排布式為1s22s22p3，N原子得到3個(gè)電子所得N3－的電子排布式為1s22s22p6。(5)寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：_________________________________________。解析Ga為第4周期第ⅢA族元素。故其原子最外層電子排布式為4s24p1，Ga原子電子排布式為[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1。解析(jiěxī)答案1s22s22p61s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025返回(fǎnhuí)解題(jiětí)反思(1)書寫(shūxiě)電子排布式時(shí)，要審清題目要求。(2)同一主族元素最外層電子排布只是電子層序數(shù)n不同。第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20251.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)(huàxué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是(

)A. B.C.1s2 D.D隨堂達(dá)標(biāo)(dábiāo)檢測(cè)123解析(jiěxī)答案45解析A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù)；B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布情況；C項(xiàng)具體到各電子層的電子數(shù)；而D項(xiàng)包含了電子層數(shù)、軌道類型以及軌道內(nèi)電子的自旋方向，故該項(xiàng)正確。6第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20252.下列原子的外圍電子(diànzǐ)排布式中，正確的是(

)A.3d94s2 B.3d44s2C.3d104s0 D.3d84s2D解析(jiěxī)答案解析(jiěxī)

根據(jù)原子填入軌道的順序和核外電子的排布規(guī)律，選項(xiàng)A應(yīng)為3d104s1；選項(xiàng)B應(yīng)為3d54s1；選項(xiàng)C應(yīng)為3d84s2；則只有選項(xiàng)D正確。123456第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20253.以下現(xiàn)象與核外電子的躍遷有關(guān)的是(

)①霓虹燈發(fā)出有色光②棱鏡分光③激光器產(chǎn)生激光④石油(shíyóu)蒸餾⑤凸透鏡聚光⑥燃放的焰火，在夜空中呈現(xiàn)五彩繽紛的禮花⑦日光燈通電發(fā)光

⑧冷卻結(jié)晶A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦A答案(dáàn)123456第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20254.北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥巢”，被《泰晤士報(bào)》評(píng)為全球“最強(qiáng)悍”工程?！傍B巢”運(yùn)用了高強(qiáng)度、高性能的釩氮合金高新鋼，釩元素的原子序數(shù)為23，則釩原子(yuánzǐ)的外圍電子排布式正確的是(

)A.3s23p6 B.3d34s2 C.3d64s2 D.4s2B解析(jiěxī)答案解析釩元素(yuánsù)的原子序數(shù)為23，可根據(jù)電子排布規(guī)律寫出釩原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，釩元素為副族元素，所以其外圍電子排布式為3d34s2。123456第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20255.下列(xiàliè)離子中外層d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)的是(

)A.Cr3＋ B.Fe3＋ C.Co3＋ D.Cu＋B解析A項(xiàng)電子排布式：[Ar]3d3，d軌道3個(gè)電子不是(bùshi)半充滿。B項(xiàng)電子排布式：[Ar]3d5，d軌道最多排滿10個(gè)電子，此時(shí)5個(gè)電子為半充滿。C項(xiàng)Co為27號(hào)元素，Co原子電子排布式為[Ar]3d74s2，Co3＋電子排布式為[Ar]3d6。D項(xiàng)Cu為29號(hào)元素，Cu原子電子排布式為[Ar]3d104s1，Cu＋電子排布式為[Ar]3d10，d軌道為全充滿狀態(tài)。解析(jiěxī)答案123456第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/20256.按要求填空：(1)根據(jù)軌道能量順序?qū)懗鱿铝谢鶓B(tài)原子(yuánzǐ)或離子的核外電子排布式。①A元素原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半：________________________。123456解析(jiěxī)答案解析(jiěxī)

L層有8個(gè)電子，則M層有4個(gè)電子，故A為硅。

1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025②B元素原子(yuánzǐ)的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍：_________________。123456解析(jiěxī)答案解析當(dāng)次外層為K層時(shí)，最外層電子數(shù)則為3，為硼；當(dāng)次外層為L(zhǎng)層時(shí)，最外層電子數(shù)為1.5×8＝12，違背了排布規(guī)律(guīlǜ)，故不可能。1s22s22p1[He]2s22p1第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。2/16/2025③基態(tài)Ni2＋、Fe3＋、S2－的電子(diànzǐ)排布式分別為________________________、________________________、________________________。123456解析(jiěxī)答案解析Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)(jītài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，故Ni2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；硫原子序數(shù)為16，基態(tài)硫原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，故S2－的電子排布式為1s22s22p63s23p6。

1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8

1s22s22p63s23p63d5或[Ar]