第1章 第1节 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019）

第2课时　构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道 课程标准 核心素养目标 1．知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 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。 能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。(宏观辨识与微观探析) 基于原子核外电子排布的构造原理，能写出1～36号元素基态原子的核外电子排布式，进一步增强证据推理意识，初步学会运用模型解决实际问题。(证据推理与模型认知) [对应学生用书P6] 知识点一 构造原理与电子排布式 1．构造原理 (1)概念 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 (2)图示 下图为构造原理示意图，图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 (3)应用 ①按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。 ②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。 关于构造原理的解读 (1)构造原理是基于光谱学事实的经验规律，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 (2)存在“能级交错”现象：电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的。 (3)绝大多数元素的基态原子的电子排布符合构造原理，而基态原子的电子排布一定是能量最低的能级组合。 (4)构造原理中递增电子填入能级的顺序并非就是能级的能量由低到高的顺序，如3d能级电子的能量不一定高于4s能级电子的能量。 2．电子排布式 (1)含义 电子排布式是指用能级符号及该能级中排布的电子数来表示核外电子排布的式子，能级符号右上角的数字表示该能级的电子数。 (2)书写方法 ①一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理顺序写，要考虑“能级交错”。例如，21Sc的电子排布式中最后两个能级应为3d14s2，不应写成4s23d1。 ②有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。 知识点二 电子云与原子轨道 1．电子云 (1)概率密度分布 ①量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出其概率密度分布。 ②用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。 (2)电子云 ①氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图示如下，图中小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。小点越密，表明概率密度越大。 ②由于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。电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 (3)电子云轮廓图 ①绘制目的 绘制电子云轮廓图的目的是表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。 ②绘制方法 绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P＝90%的空间圈出来。 ③常见形状 所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径不同，p电子云轮廓图是哑铃状的。 2．原子轨道 (1)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。 (2)不同能层的能级、原子轨道数、原子轨道名称以及形状和取向如下表： 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道的形状与取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 …… …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 电子云、电子云轮廓图和原子轨道 (1)电子云是核外电子的概率密度分布图示，并非真实存在。 (2)电子云轮廓图是将电子在原子核外空间出现概率P＝90%的空间圈出来而形成。 (3)原子轨道是电子在原子核外的空间运动状态的反映，一个原子轨道就是一个空间运动状态。 (4)电子云、电子云轮廓图和原子轨道的关系如下： [对应学生用书P8] 探究一　构造原理与电