1.1.2构造原理与电子排布式 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第2课时　构造原理与电子排布式、电子云　 1.“能层越大，能级的能量越高。”对吗？ 思考讨论 2.为什么K原子的原子结构示意图不是 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 一、构造原理与电子排布式 能级 光谱学 能层 能级 即电子排列能级顺序：1s、2s2p、3s3p、4s 4p、5s 5p、6s 6p、7s…… 4f 3d 4d 5d 特别提醒 “能级交错”现象。 即：随核电荷数的递增，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，这种现象称为能级交错。 一般规律为ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np 即电子排列能级顺序：1s、2s2p、3s3p、4s 4p、5s 5p、6s 6p、7s…… 4f 3d 4d 5d ①相同能层的不同能级的能量高低顺序 ：ns<np<nd<nf ②英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： 1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p; 3d<4d ③不同层不同能级可由下面的公式得出: ns < (n-2)f < (n-1)d < np (n为能层序数) 称为能级交错现象 各能级的能量高低顺序 构造理论呈现的能级交错源于光谱学事实 构造理论是一个思维模型，是个假想过程 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。 如氮原子的电子排布式为 能级 右上角 电子数 能级 [应用体验] (1)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式 ①2He：____； ②8O：_________； ③10Ne：_________； ④14Si：______________； ⑤18Ar：______________； ⑥19K：_________________； ⑦21Sc：__________________； ⑧26Fe：___________________。 1s2 1s22s22p4 1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d14s2 在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序书写。 特别提醒 较复杂的电子排布式，应先按能量从低到高排列，后将同一能层的电子移到一起。 如：26Fe 先按能量从低到高排列为1s22s22p63s24s23d6 同一能层的移到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 [应用体验] (1)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式 ①2He：____； ②8O：_________； ③10Ne：_________； ④14Si：______________； ⑤18Ar：______________； ⑥19K：_________________； ⑦21Sc：__________________； ⑧26Fe：___________________。 1s2 1s22s22p4 1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d64s2 在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序书写。 请写出稀有气体氦、氖、氩、氪 的原子的核外电子排布式 2He 1s2 10Ne 1s22s22p6 18Ar 1s22s22p63s23p6 36Kr 1s22s22p63s23p63d104s24p6 ns2np6 思考与交流 简化电子排布式 为了避免电子排布式过于繁琐，我们可以把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。 Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1,电子排布式可简化为[Ne]3s1。 10Ne 1s22s22p6 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。如：Fe的简化电子排布式为___________，价层电子排布为______。 [Ar]3d64s2 3d64s2 价层电子排布式 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。 (1)24Cr的电子排布式的书写 (2)29Cu的电子排布式的书写 1-36号元素 1913年，丹麦科学家玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出了氢原子模型，电子在线性轨道上运行，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。氢原子结构理论成功的阐述了原子的稳定性，氢原子光谱的产生和不连续性。 宏观、微观运动的不同 宏观物体 微观粒子 质量 很大 很小 速度 较慢 很快（接近光速） 位移 可测 位移、能量 不可同时测定 能量 可测 轨迹 可描述 （画图或函数描述） 不可确定 1920年，海森堡提出著名的海森堡测不准原理:无法同时精确测量某个电子在某一时刻的位置和动量。 二、电子云与原子轨道 量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。 P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 概率密度：ρ= 1．概率密度 2．电子云 氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述 小点越密，表明概率密度越大 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述。 电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 绘制电子云轮廓图的目的是表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。绘制电子云轮廓图时,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。  3．电子云轮廓图 (1)所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形， 只是球的半径不同 同一原子的能层越高，s电子云半径越大 提示：由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，电子云越来越向更大的空间扩展 (2)p电子云的形状是哑铃状的，有3个互向垂直电子云分别称为Px、Py、Pz P轨道的空间取向性 量子力学把电子在原子核外的 一个 称为一个原子轨道。 空间运动状态 4．原子轨道 （1）ns能级各有1个原子轨道； （2）np能级各有3个原子轨道； （3）nd能级各有5个原子轨道； （4）nf能级各有7个原子轨道； 能层数 K L M N O P Q n 能级数 1 2 3 4 5 6 7 轨道数 n n2 1 4 9 16 25 36 小结：原子轨道的特点 1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是哑铃状的 2.能层序数n越大，原子轨道的半径越大； 3.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同 4. s能级只有一个原子轨道；p能级有3个原子轨道，互相垂直，可分别以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz轨道的能量相等。 (1)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(　　) (2)1s电子云示意图，一个小黑点表示一个自由运动的电子(　　) (3)1s电子云中点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少(　　) (4)能层序数越大，s电子云的半径越大(　　) 判断正误 × × √ √ 本课结束 $$