1.1 原子结构（第2课时 构造原理与电子排布规律）-2023-2024学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修2）

第1章 第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布规律 榆次一中 李金虎 【学习目标】 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构造原理 2． 会书写1～36号元素基态原子核外电子的排布式和电子排布图 3． 理解电子排布的的规律，能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 【素养目标】 充分认识原子核外电子的排布规律，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一 ：构造原理和电子排布式(图) 1．填充顺序——构造原理 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。 设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为构造原理。 构造原理示意图 能级交错 值得注意的是，构造原理告诉我们，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。应当指出，构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，即钾和钙的光谱证实它们的最外层电子是4s 1 和4s 2 ，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 2．基态原子的核外电子排布原则 原子核外电子排布“两原理一规则” ①能量最低原理 ②泡利原理 ③洪特规则 【注意】当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 3．原子核外电子排布规则的三种表示方法 原子核外电子的排布遵循能量最低原理(又叫做构造原理)、泡利原理(又叫做泡利不相容原理)和洪特规则(还有洪特规则特例)。原子核外电子排布可以用一定的图(式)表示出来。常用表示原子核外电子排布的图(式)有下列三种： 1．原子结构示意图法 如26Fe原子的结构示意图为。原子结构示意图能直观地体现原子的核电荷数和核外电子分层排布情况。 2．电子排布式法 如26Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。电子排布式能直观地体现原子核外电子分层、分能级排布情况。 3．电子排布图法 一个方框表示一个轨道，一个箭头表示一个电子，如碳的电子排布图：。电子排布图能直观地体现原子核外电子分层、分能级、分轨道排布情况以及电子的自旋状态。 综上所述可知，在原子结构示意图、电子排布式和电子排布图中，对原子核外电子排布表达的具体化程度最低的是原子结构示意图，最高的是电子排布图。对这些图(式)的应用，要根据实际需要适当选择。同时要注意将这些图(式)应用于表示与某原子相对应的离子的核外电子排布。 例：以硫原子为例，基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以硫原子为例 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 轨道表示式(或电子排布图) 价层电子排布式 3s23p4 【思维建模】 1．基态原子核外电子排布式书写的思维流程 在书写基态离子电子排布式时先写出基态原子核外电子排布式，再根据电子得失数目，确定基态离子电子排布式(第四周期过渡金属元素原子失电子变成离子时，要先失去4s轨道电子，后失去3d轨道电子)。 2．基态原子(价层电子)电子排布图(轨道表示式)书写的思维流程 典例1．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是(　　) A．11Na：1s22s22p7 B．29Cu：1s22s22p63s23p63d94s1 C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5 【答案】D 【解析】正确的排布式是：11Na：1s22s22p63s1 ， 29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 ，20Ca：1s22s22p63s23p64s2 典例2．下列有关化学用语正确的是(　　) A．O原子的轨道表示式为 B．氯化钠的分子式：NaCl C．S2－的结构示意图： D．Ca原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2 【答案】C 【解析】O原子的2s能级的2个电子应自旋相反，A错误；氯化钠是离子化合物，NaCl只是化学式，不是分子式，B错误；Ca的核电荷数为20，电子排布式应是1s22s22p63s23p64s2，D错误。 知识点二：电子云和原子轨道 1．电子云：由于核外电子的概率密度分