1.1.2 构造原理 核外电子排布 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 电子排布式 第一章 原子结构与元素性质 第一节 原子结构 电子填入能层顺序 能量最低原则：先排满 K层，再排 L 层，再排 M 层 ①每一层最多容纳的电子数：2n2个。 ②最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。 次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 填充电子数 2 2 6 2 6 前18号元素原子结构示意图 能级中电子排布规律： (1)结合H和He的原子结构示意图可知，电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满； (2)对于Li和Be，当1s能级填满之后，电子优先填入能量较低的2s能级，直至填满； (3)对于B至Ne元素，在1s、2s能级填满后，电子填入 2p能级，直至2p能级填满； (4)对于Na至Ar元素，电子先填入3s能级，填满后继续填入3p能级，直至3p能级填满。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 填充电子数 2 2 6 2 6 前18号元素原子结构示意图 根据前18号元素的电子排布情况，能得到能级中的排布顺序如下： 根据核外电子在能层中的排布规律，请分析K和Ca中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 填充电子数 根据核外电子在能层中的排布规律，请分析K和Ca中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 填充电子数 2 2 6 2 6 1 K和Ca的核外电子能量最高的能层为N能层，故能级能量最高的为4s能级。 1s 2s 3s 2p 3p 4s 当4s能级排满之后，下一个电子应该如何排布，是3d能级还是4p能级？ 1s 2s 3s 2p 3p 4s 3d 能级交错 能级交错：随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层。 排布规律：ns → (n-2)f → (n-1)d → np。 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。 每一行对应一个能层 小圆圈表示一个能级 箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序 1. 构造原理 注意事项：作为一个理论模型，构造原理具有一定的局限性，对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。 电子填满了一个能级，就开始填入下一个能级，由此构建了元素周期表中各元素的基态原子的电子排布 1s1 该能级的电子数 能层 能级 (1)含义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表示方法： 2.电子排布式 (3)书写方法： 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 例如：8O：_________。 1s22s22p4 要求熟练书写1～36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 K L M N 1 氢 H 2 氦 He 3 锂 Li 4 铍 Be 5 硼 B 6 碳 C 7 氮 N 8 氧 O 1s1 1s2 2s1 1s2 1s2 2s2 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 K L M N 9 氟 F 10 氖 Ne 1s2 2s22p5 1s2 2s22p6 11 钠 Na 12 镁 Mg 13 铝 Al 14 硅 Si 15 磷 P 16 硫 S 17 氯 Cl 18 氩 Ar 1s2 2s22p6 3s1 1s2 2s22p6 3s2 1s2 2s22p6 3s23p1 1s2 2s22p6 3s23p2 1s2 2s22p6 3s23p3 1s2 2s22p6 3s23p4 1s2 2s22p6 3s23p5 1s2 2s22p6 3s23p6 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 K L M N 19 钾 K 20 钙 Ca 21 钪 Sc 22 钛 Ti 23 钒 V 24 铬 Cr 25 锰 Mn 26 铁 Fe 27 钴 Co 28 镍 Ni 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d7 4s2 1s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 K L M N 29 铜 Cu 30 锌 Zn 31 镓 Ga 32 锗 Ge 33 砷 As 34 硒 Se 35 溴 Br 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 注意：在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子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分别为3d54s1和3d104s1。 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 24 铬 Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 29 铜 Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 这是因为轨道在全空、全充满或半充满的时候能量更低。 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 K L M N 29 铜 Cu 30 锌 Zn 31 镓 Ga 32 锗 Ge 33 砷 As 34 硒 Se 35 溴 Br 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 太长 ，太繁琐 （4）简化电子排布式 含义：将原子中已经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。 原子实：[Ne]表示的是Ne的核外电子排布，也称为原子实。 原子实表示的电子称为内层电子，通常不参与成键 表示方法： K的简化电子排布式：[Ar] 4s1 N的简化电子排布式：[He]2s22p3 Na的简化电子排布式：[Ne]3s1 （4）价层电子排布式 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）， 其能级上的电子称为价层电子；价层电子决定元素化学性质。 只表示出原子的价层电子排布的式子，叫价层电子排布式。 价电子的位置： 1）主族、零族元素：最外层电子。 Cl的价层电子排布式：3s23p5 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 Cr的价层电子排布式为3d54s1 （5） 简单离子电子排布式 先写原子的电子排布式，然后根据得失电子情况，将原子电子排布式修改为离子的电子排布式。 基态原子失去电子时，由外层向里层，同层则按照能级由高到低的顺序失去电子。 【练习】请写出K+、S2-、 29Cu2+ 的电子排布式？ K+ ：1s22s22p63s23p6 S2- ：1s22s22p63s23p6 Cu2+ ：1s22s22p63s23p63d9 Mg电子排布式：1s22s22p63s2 Mg的简化电子排布式：[Ne]3s2 Mg的价层电子排布式：3s2 Mg2+电子排布式：1s22s22p6 Mg的原子结构示意图 用构造原理解释基态原子核外最外层和次外层电子的排布问题 (1)基态原子最外层电子数不超过8个 　　当ns和np轨道全充满时(共4个轨道,最多容纳8个电子),由于能级交错,多余电子不是填入nd轨道,而是首先形成新电子层,填入(n+1)s轨道中,因此最外层电子数不可能超过8个。 (2)基态原子次外层电子数不超过18个 若最外层是第n层,次外层就是第(n-1)层。由于电子填充顺序为np→(n+1)s→(n-1)f,在第(n+1)层出现前,次外层只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上有电子,这三个亚层共有9个轨道,最多可容纳18个电子,因此次外层电子数不超过18个。例如,某原子最外层是第五层,次外层就是第四层,由于电子填充顺序为5p→6s→4f,在第六层出现之前,次外层(第四层)只有4s、4p和4d轨道上有电子,这三个亚层共有9个轨道,最多可容纳18个电子,也就是次外层电子数不超过18个。 $$