1.2.1 基态原子的核外电子排布-2021-2022学年高中化学选修3【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 目标与素养：1.了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。(微观探析)2.掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写常见元素(1～36号)原子的核外电子排布。(微观探析)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。(平衡思想) 一、基态原子的核外电子排布原则 1．能量最低原则 (1)基态原子的核外电子排布使整个原子体系的能量最低。 (2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序： 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s…… 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，并且这两个电子的自旋方向必须相反；或者说，一个原子中不存在两个完全相同的电子。 3．洪特规则 (1)对于基态原子，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。 (2)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。如基态铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 4．电子数与电子层和能级的关系 在原子中，每个电子层最多容纳2n2个电子，每个能级最多能容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的2倍。 二、基态原子核外电子排布的表示方法 1．电子排布式 按照能量最低原则对能级进行排序，进而在ns、np、nd等能级符号的右上角用数字表示出电子的数目。 如基态氧原子的电子排布式可表示为1s22s22p4。 2．轨道表示式 一般用小圆圈(或方框)表示一个原子轨道。用“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。如基态氧原子的轨道表示式可表示为。 3．价电子 (1)与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。 (2)为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价电子排布。如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原子轨道能量的相对大小为E4s＞E3d＞E3p＞E3s。(×) (2)基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4。(√) (3)铝原子核外有1个未成对电子。(√) (4)原子的价电子决定了其物理性质和化学性质。(×) (5)基态氮原子电子排布式为[He]。(×) 2．基态原子的核外电子排布的原则不包括(　　) A．能量守恒原理　　 B．能量最低原则 C．泡利不相容原理 D．洪特规则 A　[基态原子的核外电子排布必须遵守三个原则：泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则。能量守恒原理与此无关。] 3．价电子就是最外层电子吗？ [答案]　不一定。价电子是指决定元素化学性质的电子。主族元素的最外层电子是价电子，但过渡元素的次外层甚至倒数第三层电子也是价电子。 基态原子核外电子排布的原则 1.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 2．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 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 4 9 16 … 电子数 2 8 18 32 … 2×12 2×22 2×32 2×42 … 在原子中，每个电子层最多可容纳2n2个电子，每个能级最多容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的2倍。 3．洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，这个规则称为洪特规则。通俗地说，洪特规则可以表述：电子总是先平行地分占能量相同的不同轨道(即同一能级上的轨道)。如碳原子的电子排布图是，而不是，也不是。 特别地，当同一能级上的电子排布为全充满(s2、p6、d10、f14)、半充满(s1、p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性，这称为洪特规则的特例。例如，铬(24Cr)的外围电子排布式是3d54s1(3d、4s能级均为半充满)而不是3d44s2，铜(29Cu)的外围电子排布式是3d104s1(3