1.1.2构造原理与电子排布式、电子云与原子轨道课件2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

构造原理与电子排布式、电子云与原子轨道 课程标准要求 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.知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。 3.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 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，随核电荷数的递增，新增电子填入______的顺序称为构造原理。 (2)示意图： 能级 能层 能级 2.电子排布式 (1)含义：将能级上所容纳的电子数标在该能级符号________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称为电子排布式。 (2)实例：从氢到硼基态原子的电子排布式依次为 1s1→1s2→______________→______________→____________________ 氢　 氦　　 锂　　 铍　　　　 硼 右上角 1s22s1 1s22s2 1s22s22p1 3.能级交错 构造原理显示，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 自测 1.判断下列基态原子电子排布式的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)O：1s22s22p4( ) (2)Na：1s22s22p63s1( ) (3)Cl：1s22s22p63s23p5( ) (4)Cr：最后两个能级的电子排布3d44s2( ) √ √ √ × 二、电子云与原子轨道 1.电子出现的概率密度 概率 2.电子云 (1)概念：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的__________分布的形象化描述。 (2)意义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度______。 (3)电子云轮廓图 含义：常把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。 概率密度 越大 3.原子轨道 (1)概念：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)形状 ①s能级的原子轨道呈____形，能层序数越大，原子轨道的半径越____。 球 大 ②p能级的原子轨道呈______形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 哑铃 ③p能级有3个互相垂直的轨道，分别表示为px、py、pz(如图)。 (3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 【微自测】 2.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)1s电子云图中一个小黑点代表1个自由移动的电子( ) (2)从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道( ) (3)s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子绕核做“∞”形运动( ) (4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量相等( ) × √ × √ 一、依据构造原理书写电子排布式 半导体或芯片是由晶体硅生产的。晶圆片上刻蚀出数以百万甚至上亿的晶体管，通过控制电流来管理数据，形成各种文字、数字、声音、图像和色彩。晶体硅广泛用于集成电路、微波传送、激光转换等领域。 12 1.写出基态硅原子的电子排布式及简化的电子排布式，硅元素的原子核外共有多少种不同能级的电子？ 提示：基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，简写为[Ne]3s23p2，硅元素原子核外有5种不同能级的电子。 2.上图中3s23p2是硅的何种电子排布式？该排布式与硅元素的化合价之间有何关系？ 提示：3s23p2是硅的价层电子排布式或价层电子排布式；元素原子的价层电子排布能体现出元素的主要化合价。 3.从元素周期表给出的信息，Cr和Cu的简化电子排布式分别为[Ar]3d54s1和[Ar]3d104s1，这样的电子排布符合构造原理吗？是根据什么确定其电子排布的？ 提示：不符合构造原理，是根据Cr、Cu的原子光谱确定的。 1.构造原理 (1)依据构造原理，绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s……但部分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的最后两个能级的电子排布式分别为3d54s1和3d104s1。 (2)“能级交错”现象 当出现d能级时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充电子，当出现f能级时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序填充电子。从第三能层开始，各能级能量高低不完全符合能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。要特别记忆4s＜3d这一能