1.1 原子结构 第二课时 教学案 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

教学案 第一节 原子结构第2课时 一、学习目标： 1.了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布。 2.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。 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。 二、自学指导与检测： 自学指导 自学检测及课堂展示 阅读课本P8-14，完成右边相应的内容 一、构造原理与电子排布式 1、电子排布式 （1）定义：用数字在能级符号 角标明该能级上排布的电子数，并按照 从低到高的顺序排列的式子。 （2）1-18号元素原子的电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 1 11 2 12 3 13 4 14 5 15 6 16 7 17 8 18 9 10 【思考与讨论】根据已有知识，试写出K原子可能的原子结构示意图与电子排布式？各能层之间的能量关系？各能级之间的能量关系？ 2、构造原理 （1）以光谱学事实为基础，在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量 的能级上，然后依次排布在能量 的能级上。 （2）能级交错：能层较低的能级能量反而 能层较高的能级能量的现象。 从第3电子层开始出现此现象。如：E3p<E4s<E3d，E5s<E4d<E5p，E6s<E4f<E5d<E6p。 ns<(n-2)f < (n-1)d< np (n为能层序数)构造原理中排布顺序的实质： （3）电子填入能级次序图 能量 的能级划为一组，称为能级组。 按构造原理电子填入能级的顺序： 例：1s→2s→2p→3s→ → → → 19-20号元素原子的电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 19 220 21-30号元素原子的电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 （4）特殊原子(Cr和Cu)的核外电子排布 构造模型是理想化了的，但理想化是许多科学的共同点，是建立模型所必需的。并不是所有基态原子的核外电子都符合构造原理。 注：能级电子排布 (p6、d10、f14 )、 (p3、d5、f7)或 时，能量相对 ，原子结构较 。24Cr： 29Cu： 电子排布式适用范围：适用于基态原子或简单离子的核外电子排布情况。 【课堂练习1】某元素原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是（ ） A.4s1 B.4s24p1 C.4s24p3 D.3s23p63d5 【课堂练习2】下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是( ) A．1s22s22p6 B．1s22s22p63s23p63d104s2 C．1s22s22p33s1 D．1s22s22p63s23p63d54s1 【课堂练习3】北京奥运会主体育场“鸟巢”，被《泰晤士报》评为全球“最强悍”工程之一、建造“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢，23V原子的电子排布式是 。 3、简化电子排布式 为了避免电子排布式过于繁琐，可以简化为[ ]+剩余能级电子排布来表示。 [Ｘ]简称“ ”，表示内层电子已达到 （上一周期）结构的部分 4、价层电子排布式 为突出 与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生 称为价电子层(简称价层)。通常元素周期表只给出价层电子排布。 价电子的位置： （1）主族、零族元素：最外层电子(1-20号、31-36号) （2）副族和第VIII族元素：价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子(21-30号) 5、离子的电子排布式 书写步骤：先写原子的电子排布式；再考虑得失电子情况。 （1）确定原子变成离子时得到或失去的电子数。 （2）原子 电子形成阴离子，得到的电子填充在 的能级上。 Cl： Cl-： O： O2-： （3）原子 电子形成阳离子，总是先失去最外层的电子，即失电子顺序： 。 一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子，而副族和Ⅷ族元素可能还会进一步向内层失去电子。 Mg： Mg2+： Ca： Ca2+： Fe： Fe2+： Fe3+： 【课堂练习4】下列各基态原子或离子的电子排布式书写错误的是( ) A．K：1s22s22p63s23p6 B．F：1s22s22p5 C．Mg2+：1s22s22p D．O2-：1s22s22p6 【课堂练习5】某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素最可能的化合价为( ) A． ＋1 B． ＋3 C． ＋5 D． －5 【课堂练习6】X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子处于基态时的最外层电子排布式可能是（ ） A.X：3s23p1 Y：3s23p4 B.X：2s22p3 Y：2s22p4 C.X：3s23p2　Y：3s23p4 D.X：3s2 Y：2s22p3 二、电子云与原子轨道 概率密度含义：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则 称为概率密度，用ρ表示。 1、电子云：电子云是处于一定 的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。不代表电子的运动轨迹。小点越密，表明概率密度越大 。 原子轨道 含义：量子力学把电子在原子核外的 称为一个原子轨道。 （2）表示：常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 （3）s能级的原子轨道( 形)：①所有原子的任一能层的s能级只有 个原子轨道,形状一致，均为球形。②除s能级，其他原子轨道形状都不是球形。③能层序数n越 ，s原子轨道半径越 。 （4）p能级的原子轨道( 形或纺锤形)：①能层序数n越 ，p原子轨道半径越 。 ②p能级有 个原子轨道，分别为px、py、pz，它们相互垂直。同一能层px、py、pz能量 ，取向 。 同一能级中能量 的原子轨道称为简并轨道。所以p能级有3个简并轨道px、py、pz。 【总结】不同能层的能级、原子轨道数、原子轨道名称以及形状和取向 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道形状和取向 K L M N 不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。 【课堂练习7】正误判断： (1)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量相等( ) (5)从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道( ) (6) p轨道呈哑铃形,，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。(　　 ) (7)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转( ) (8)1s电子云示意图中一个小点表示一个自由运动的电子( ) (9)电子云是笼罩在原子核外的云雾( ) (10)第三电子层含有的轨道数为8( ) 【课堂小结】 学科网（北京）股份有限公司 $$