内容正文:
第3课时 原子核外电子的排布
课程标准要求
学业质量水平
1.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。
2.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。
3.知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
1.能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。(水平3)
2.能说明建构思维模型在人类认识原子结构过程中的重要作用,能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。(水平4)
[对应学生用书P20]
1.原子核外电子排布的构造原理
(1)能量最低原理:原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于能量最低的状态。
原子核外电子排布的轨道能量顺序
(2)泡利不相容原理:每个原子轨道最多容纳2个自旋状态不同的电子。
(3)洪特规则:原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占在不同的原子轨道上,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。
2.原子核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式是用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。例如,铝原子的电子排布式及其各符号、数字的意义如下:
(2)写出下列原子的电子排布式。
①8O:1s22s22p4;
②17Cl:1s22s22p63s23p5,可简写为[Ne]3s23p5。
3.电子排布的轨道表示式
(1)在轨道表示式中,用方框(或圆圈)表示原子轨道,能量相同的原子轨道的方框相连,箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称为电子对,“↑”或“↓”称为单电子(或称为未成对电子)。
(2)表示方法:以铝原子为例,说明轨道表示式及其各符号、数字的意义。
4.19~36号元素基态原子的核外电子排布
(1)能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
(2)写出下列基态原子的电子排布式。
Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1。
Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。
5.原子核外电子的跃迁
1.巧判断(对的画“√”,错的画“×”)
(1)3p2表示3p能级有2个轨道。( × )
(2)核外电子排布的表示方法中,轨道表示式最能反映电子的排布情况。( √ )
(3)K的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。( × )
(4)3d6的轨道表示式为。( × )
2.下列基态原子的轨道表示式正确的是( )
3.下列原子或离子的电子排布表示方法中,正确的是__________,违反能量最低原理的是________,违反洪特规则的是________,违反泡利不相容原理的是________。(填序号)
解析 根据核外电子排布规律可知,②式的错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道,而不是排3p轨道,正确的排布为1s22s22p6;③式违反了洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同;④式忽略了3d轨道在半充满状态时,体系的能量较低,原子较稳定,正确的排布为1s22s22p63s23p63d54s1;⑦式违反了泡利不相容原理,正确的排布为。
答案 ①⑤⑥ ②④ ③ ⑦
[对应学生用书P21]
学习任务一 原子核外电子排布的构造原理
查阅元素周期表可知,Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
1.分析Cr、Cu的电子排布式,思考电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗?
提示 不一定相同。电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d的顺序,而核外电子填充顺序是按构造原理。过渡元素电子排布式的书写顺序与电子填充顺序不一致。
2.所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗?
提示 1~36号元素中,Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合。
(1)绝大多数基态原子核外电子的排布遵循构造原理。
(2)电子按照构造原理排布,会使整个原子的能量处于最低状态,原子相对稳定。
(3)由原子核外电子排布的轨道能量顺序可以看出,从第3电子层开始,不同电子层的能级出现交错现象。能级交错是指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的能级的能量的现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(4f)>E(6s)等。原因是电子之间存在着斥力,减弱了原子核对外层电子的吸引力,致使电子层数小的某些能级的能量比电子层数大的某些能级的能量高。
1.下列有关构造原理的说法错误的是( )
A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B.某基态原子部分核外电子的排布为3s24s2
C.不是所有基态原子的核外电子排布均符合构