专题2 第一单元 第2课时 原子核外电子的排布-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修2苏教版(河北专用)(教师用书)

#第2课时　原子核外电子的排布 [学习目标] 1．了解原子核外电子排布的构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序。 2．熟练掌握1～36号元素基态原子核外电子的排布。 3．基态与激发态以及原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 知识点一　核外电子的排布原理 1．能量最低原理 (1)能量最低原理 原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于__最低__的能量状态。 (2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序 随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序： ①电子所排的轨道顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、__3d__、4p、5s、__4d__、5p、6s、__4f__、__5d__、6p、7s……，这是从实验得到的规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。 ②由图可知，各轨道的能量高低顺序，可由下列公式得出：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np(n表示电子层序数)。 2．泡利不相容原理 (1)内容：每个原子轨道上最多只能容纳__两__个自旋状态不同的电子。 (2)根据泡利不相容原理，可以获得以下几个重要结论： ①每一种运动状态的电子只能有__一__个。 ②由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳__两__个自旋方向__相反__的电子。 ③因为s，p，d，f轨道的原子轨道数分别为__1,3,5,7__个，所以s，p、d、f各原子轨道分别最多能容纳__2,6,10,14__个电子。 3．洪特规则 (1)内容：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__不同的原子轨道__，且自旋状态__相同__，这样整个原子的能量最低。这就是洪特规则。 (2)特例：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。这称为洪特规则特例。 [思考探究] 1．基态原子的核外电子排布，总是填满一个电子层后再开始填入下一个电子层，对吗？ 提示　不对。 2．电子排布式的书写顺序与核外电子进入轨道的顺序相同吗？ 提示　不相同。电子排布式的书写顺序为按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序，而核外电子进入轨道的顺序按照基态原子在原子轨道上的排布顺序。 3．核外电子在原子轨道上排布遵循的三个原则是否可以孤立应用？ 提示　核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则，对三条原则不能孤立地理解，要综合应用。其中，能量最低原理又可叙述为：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。 [归纳提升] 能量最低原理 1．能量交错现象：原子中的价电子在外层排布时存在原子轨道能量交错现象。如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。 2．洪特规则特例：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。 3．泡利不相容原理：可表述为同一原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子存在，也可理解为核外有几个电子，就有几种不同的运动状态。 4．三个原理的递进关系 (1)每个电子的运动状态各不相同(泡利不相容原理)。 (2)能量不同的轨道的电子排布(能量最低原理)。 (3)能量相同的轨道的电子排布(洪特规则及特例)。 1．若以E表示某原子轨道的能量，以下各式中正确的是(　　) A．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d) B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s) C．E(4s)＜E(3s)＜E(2s)＜E(1s) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d) 解析　原子核外电子排布的轨道能量顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p……可选出答案。 答案　B 2．电子在一个原子的下列原子轨道中排布时，最后一个排布的是(　　) A．ns　　　　　　　　 B．np C．(n－1)d D．(n－2)f 解析　根据原子中原子轨道的能量高低顺序：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，所以最后一个排布的应是能量最高的轨道，应为np轨道。 答案　B 知识点二　原子核外电子排布的表示方法 1．电子排布式 (1)概念：将__轨道__上所排布的电子数标注在该轨道符号__右上角__，并按照电子层从左到右的顺序排列的式子。 (2)表示方法 (3)写出下列原子的电子排布式 ①16S：__1s22s22p63s23p4__； ②20Ca：__1s22s22p63s23p64s2__； ③26Fe：__1s22s22p