1.1.2 构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道 课程标准 核心素养目标 1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。 2.通过对原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法。 1．证据推理与模型认知：通过核外电子排布式书写的思维模型，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 2．宏观辨识与微观探析：通过对原子轨道和电子云模型的学习，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 一、构造原理与电子排布式 1．构造原理 (1)含义 以 事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造原理。 (2)示意图 2．电子排布式 将 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叫电子排布式。 如氮原子的电子排布式为 3．简化电子排布式 Na的电子排布式为1s22s22p63s1，可简化为[Ne]3s1，Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。 【特别提醒】当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。如24Cr： 4.离子的电子排布式 (1)判断该原子变成离子时得到或失去的电子数。 (2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子，而副族元素可能还会进一步向里失去内层电子。 (3)原子得到电子形成阴离子，则得到的电子填充在最外层的某一个能级上。如Cl－的电子排布式为1s22s22p63s23p6(得到的电子填充在最外面的3p能级上)。 二、电子云与原子轨道 1．概率密度 1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在 上绕核运行。 量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的 不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)。 2．电子云 (1)定义：处于一定 的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 (2)含义：用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小，小点越密，表示概率密度越大。 (3)形状 3．原子轨道 (1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道。 (2)形状 ①s电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越 。 ②p电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越 。 (3)各能级所含有的原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 探究一　构造原理与核外电子排布式 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。 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？ 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？ 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？ 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这一能级交错现象。 2.电子排布式中各符号的含义(以Al原子为例) 3.电子排布式的书写 (1)“三步法”书写一般电子排布式 (2)简化电子排布式 将电子排布式中内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。如钠、铁、砷的简化电子排布式分别为[Ne]3s1、[Ar]3d64s2、[Ar]3d104s24p3。 (3)离子核外电子排布式的书写 先写出原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。对于主族元素的原子来说，原子失去电子时，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子