第1章 第2节 第1课时 基态原子的核外电子排布-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

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 发 展 目 标 体 系 构 建 1.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。 2.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。 3.知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。 一、基态原子的核外电子排布规律 1．基态原子的核外电子排布原则 原则 含义 能量最低原理 原子核外电子按轨道能量由低到高依次排列，使整个原子处于最低的能量状态 泡利不相容原理 一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋状态不同，用表示，或者说，一个原子中不存在两个完全相同的电子 洪特规则 对于基态原子，核外电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同 2.电子排布式与轨道表示式 (1)电子排布式：在ns、np、nd等各能级符号的右上角用数字表示出该能级中的电子数目，如基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4。 (2)轨道表示式：用方框(或小圆圈、短线)表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子，如基态氯原子的轨道表示式为 。 3．构造原理 基态原子的“外层电子”在原子轨道上的排布顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……这一规律称为构造原理。 微点拨：①按构造原理填充电子的顺序并不代表电子填充后在原子中各原子轨道的能级高低顺序。例如，对于ns和(n－1)d轨道都填有电子的原子，有许多情况下(n－1)d轨道的电子能量更低。 ②电子填充时按构造原理进行，书写电子排布式时按电子层和能级顺序书写。 二、19～36号元素基态原子的核外电子排布 1．写出以下几种元素基态原子的电子排布式 (1)K：1s22s22p63s23p64s1。 (2)21Sc：1s22s22p63s23p63d14s2。 (3)24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1。 (4)29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。 2．Cr、Cu基态原子的电子排布违反构造原理的解释 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。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4。 (√) (2)铝原子核外有1个未成对电子。 (√) (3)原子的价电子决定了其物理性质和化学性质。 (×) (4)基态氮原子电子排布式为。 (×) 2．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的2倍”，支撑这一结论的理论是(　　) A．构造原理　　　 B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．能量最低原理 B　[构造原理决定了原子和离子中电子在各能级的排布，A错误；泡利不相容原理是指每个轨道(例如1s轨道、2p能级中的px轨道)最多只能容纳2个自旋方向相反的电子，故各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，B正确；洪特规则是指核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，C错误；能量最低原理是指核外电子排布时，先占据能量最低的轨道，D错误。] 3．电子排布式为1s22s22p63s23p1的原子是(　　) A．Mg B．Na C．He D．Al D　[依据电子排布式可以得出该元素有三个电子层，最外层有三个电子，为铝元素。] 基态原子核外电子排布的规律 (素养养成——证据推理与模型认知) 多电子的基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序可表示为 1．上述顺序中各能级各轨道填充电子数是按照什么原理确定的？ 提示：泡利不相容原理。 2．为什么原子核外最外层的电子不超过8个，次外层不超过18个？ 提示：由于E(nd)>E[(n＋1)s]，当ns和np轨道电子排满时，多余的电子不是填入nd轨道，而是首先填入(n＋1)s轨道，因此最外层电子数不可能超过2＋6＝8。同理次外层由(n－1)s(n－1)p(n－1)d组成，所容纳的电子数不大于2＋6＋10＝18。 1．泡利不相容原理 泡利不相容原理可以简单叙述：一个原子轨道中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。 说明：a.在核外电子的排布中，排在同一轨道上的两个电子，自旋方向相反；而自旋方向相同的电子，必然处于不同的轨道上。可以这样理解：在同一原子中，没有运动状态完全相同的两个电子存在，原子核外有几个电子，就有几种运动状态。 b．根据泡利不相容原理我们可以推算出各电子层可以容纳的最多电子数。具体见下表： 电子层 (n) K L M N … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 原子 轨道数