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

第一节 原子结构　 第2课时 构造原理和电子排布式 人教版选择性必修2 知识回顾 原子核外有多少个能层？各能层各含哪些能级？每个能级最多含多少电子？ 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 根据以往所学咱们知道，核外电子分层排布：先排低能层，再排高能层。 例： 核外电子按照构造原理在能级上进行填充 能层的电子，还被分成不同能级。那么，核外电子在能级中依据什么规律排布？核外电子在能级中的排布又可以如何表示？ 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及能级交错现象。初步建立元素原子核外电子排布与元素周期表的关系. 2．会书写1～36号元素基态原子核外电子的排布式，简化电子排布式和价层电子排布式。进一步增强证据推理意识。 构造原理，1~36号元素的基态原子的电子排布式的书写 重难点 阅读课本8-11页，思考以下问题 1. 什么是构造原理？什么是能级交错现象？多电子原子核外电子是如何排布？ 2. 什么是电子排布式？请书写 Ne Na Al Ca 23V原子的电子排布式。 3. 电子排布式可以简化，如钠的电子排布式可简化为［ Ne ]3s'。上式方括号里的符号的意义是什么？请仿照钠原子的简化电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅和第29号元素铜的简化电子排布式。 4.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）。例如， Fe 的简化电子排布式为［ Ar ]3d64s2，价层电子排布为3d64s2。通常，元素周期表只给出价层电子排布。请从书末的元素周期表中找出 Na 、 Al 、 Cl 、 Mn 、 Br 的价层电子排布。 一、构造原理 1、定义： 在多电子原子中，核外电子分能级排布。 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 思考： 核外电子为什么是2、8、8、1，而不是2、8、9呢？钙原子核外电子为什么是2、8、8、2，而不是2、8、10或2、8、9、1呢？ 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,如电子是按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。 2. 能级交错 由构造原理可以看出，电子填入能级的顺序： n s﹤(n-2)f﹤(n-1)d﹤n p 注意事项：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'和4s2，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。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。 注： n≥6出现 f；n≥4出现 d 二、电子排布式 1. 电子排布： 按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷 和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。电子填满了一个能级，开始 填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的基态原子的电子排布。 ➼电子排布式 2. 电子排布式 定义: 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。 该如何书写核外电子排布式呢？ 例 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。 注意：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写。 例：O电子排布式 练习: 书写 Ne Na Al Ca 电子排布式 2. 电子排布式 (2)书写方法 能级排布顺序 1s 2s 2p O填充电子数 电子排布式 2 2 4 1s22s22p63s23p63d14s2 练习: 书写 21Sc 电子排布式 1s22s22p4 Ne:1s22s22p6 Na: 1s22s22p6 3s1 Al:1s22s22p63s23p1 Ca:1s22s22p63s23p64s2 练习: 书写 书写 25Mn 26Fe、 35Br电子排布式 25Mn: 1s22s22p63s23p63d54s2 26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 31Ga: 1s22s22p63s23p63d104s24p1 练习: 书写 24Cr 29Cu 电子排布式 24Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1 29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1　 当p、d、f 能级处于全空、全充满或半充满状态时，原子能量相对较低，原子结构较稳定。 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的电子排布，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s'和3d'°4s'，但它们不符合构造原理，可见构造原理是被理想化了的。 为了书写起来更加方便，电子排布式可以简化。 已知：Ne1s22s22p6 Na：1s22s22p6 3s1 ，而Na 的电子排布式可简化为［Ne]3s1。 试问：上式方括号里的符号的意义是什么？ 什么是简化电子排布式？该如何书写简化电子排布式？ 简化电子排布式方括号里的符号表示内层电子已达到稀有气体结构的部分。 （也称为原子实，通常不参与成键） 3. 简化电子排布式 将电子排布式中的内层电子（即达到稀有气体结构的部分）用相应稀有气体的元素符号外加“[ ]”来表示而得到的式子称为简化电子排布式 请仿照钠原子的简化电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅、第26号元素铁、第29号元素铜的简化电子排布式。 O: [He]2s22p4 Si:[Ne]3s23p2 Fe：[Ar]3d64s2 Cu： [Ar]3d104s1 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）。 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. 例：Fe 价层电子排布为3d64s2。 4.价电子排布式 只表示原子价层电子排布的式子，叫价层电子排布式。 练习：书写 Na 、 Al 、 Cl 、 Mn 、 Br 的价层电子排布式 价电子的位置： ① 主族、零族元素：最外层电子 ②副族和第VIII族元素的价电子主要包括： 最外层电子和次外层d能级上的电子。 原子得失电子后会形成阴阳离子，原子有电子式，离子也有电子式，该如何书写离子的电子排布式呢？ 5.简单离子的电子排布式 (1)判断该原子变成离子时会得到或失去的电子数。 (2)原子失去电子的顺序：由外向里。 一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子,而副族和第Ⅷ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时,得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。 例：Na的电子排布式为1s22s22p63s1，Na+的电子排布式1s22s22p6， Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6。 写出Al3+、 Br-、Fe2+、Fe3+、Cu2+ 电子排布式 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 典例1． 【答案】D　 课堂练习 中国研制的第四代隐形战机歼－20在成都首次公开试飞成功。隐形战机的核心材料是金属钛，我国探明储量世界第一。下列有关推断不正确的是(　　) A．钛的原子序数为22 B．钛位于元素周期表第四周期 C．钛原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d4 D．钛属于过渡元素 典例2． 【答案】C　 课堂练习 课堂小结 电子排布 离子电子排布式 $$