第1章 第2节 第1课时 基态原子的核外电子排布(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

第2节|原子结构与元素周期表 第一课时　基态原子的核外电子排布 (一)基态原子的核外电子排布 基态原子的核外电子排布规律　 能量最低原理 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 [微思考] ①同一轨道上的两个电子完全相同吗？ 提示：即便是同一轨道上的两个电子自旋方向也不相同。 ②洪特规则中“能量相同的轨道”是指哪些轨道？ 提示：能量相同的轨道是指p、d、f三种轨道。 ③电子排布式在书写时也按照能量高低对能级进行排列吗？ 提示：不是，电子排布式在书写时按照电子层数由小到大进行排列，电子层数小的在前，电子层数大的在后。 泡利不相容原理 一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋状态不同 洪特规则 对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同 核外电子排布的表示方法 电子排布式 概念 是表示原子核外电子排布的一种方式。在ns、np、nd等各能级符号的右上角用数字表示出该能级中的电子数目 图示 轨道表示式 概念 用方框(或小圆圈、短线)表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子 图示 构造原理 基态原子核外电子在原子,轨道上的排布顺序： (二)19～36号元素基态原子的核外电子排布 示例 在书写19～36号元素基态原子的电子排布式时，你可能会将基态铬原子和基态铜原子的核外电子排布式分别写为：Cr：1s22s22p63s23p63d44s2　Cu：1s22s22p63s23p63d94s2 但实际情况并非如此，这两种基态原子的电子排布式分别为：Cr：1s22s22p63s23p63d54s1　Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 [微点拨] n≥3时，原子轨道的能量出现能级交错现象。 说明 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 [新知探究(一)] 基态原子的核外电子排布规律 [分析与推测能力] [情境质疑] 越王勾践剑是春秋晚期越国青铜器。经无损科学检测，其主要合金成分为铜、锡、铅、铁、硫等。花纹处含硫高，硫化铜可防锈。该剑的近剑格处有两行鸟篆铭文：“越王鸠浅(勾践)　自乍(作)用剑”八字，证明此剑就是越王勾践剑。 1．铜元素的3d轨道和4s轨道的能量哪一个更高？ 提示：根据能级交错原理，E(3d)>E(4s)。 2．根据核外电子排布的原则，铜元素的核外电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d94s2，而实际上却是1s22s22p63s23p63d104s1，为什么？ 提示：该排列符合洪特规则的特例，此时3d轨道为全充满状态，4s轨道为半充满状态，能量较低，较为稳定。 [生成认知] 1．能量最低原理 (1)基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序 (2)排列规律：只有原子最外层电子在原子轨道上填充时才出现先填ns轨道再填(n－1)d轨道。能量顺序按照1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s ……，即按照ns(n－2)f(n－1)dnp顺序排列。 2．泡利不相容原理 (1)在核外电子的排布中，排在同一原子轨道上的两个电子，自旋状态不同；而自旋状态相同的电子，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。 (2)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。 3．洪特规则 (1)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，洪特规则可以表述为：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)。如碳原子的轨道表示式为，而不是，也不是 (2)洪特通过光谱实验的结果指出，能量相同的原子轨道在全充满(s2、p6、d10、f14)、半充满(s1、p3、d5、f7)和全空(s0、p0、d0、f0)状态时，体系的能量较低。 乙硼烷可用作火箭的高能燃料。若将硼原子的核外电子排布为1s22s12p2，违反了哪一个规则？ 提示：该排布式违反了能量最低原理。 [跟踪训练] 1．在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是(　 ) A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．能量最低原理和泡利不相容原理 解析：选B　能量最低原理主要是电子排布先后顺序，洪特规则指的是相同能级电子尽可能占据不同轨道，泡利不相容原理说明一个原子轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p能级共有3个轨道，最多容纳6个电子。