1.2.1 基态原子的核外电子排布 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （鲁科版2019，鲁琼）

第1课时　基态原子的核外电子 排布 第1章　第2节 1.了解构造原理，知道基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。 2.掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写1～36号元素原子的核外电子排布 式和轨道表示式。 3.学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。 核心素养 发展目标 一、基态原子的核外电子排布 二、19～36号元素基态原子的核外电子排布 课时对点练 内容索引 3 基态原子的核外电子排布 一 1.基态原子的核外电子排布规律 (1)能量最低原理 在不违背泡利不相容原理的前提下，基态原子核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量 。 (2)泡利不相容原理 一个原子轨道中最多只能容纳 个电子，且这 个电子的自旋状态 。根据泡利不相容原理，可以获得以下重要结论： ①每一种运动状态的电子只能有 个。 最低 两 两 不同 1 ②每个电子层中原子轨道的总数为 个，因此，每个电子层最多能容纳 个电子。 (3)洪特规则 对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占 并且自旋状态 。 n2 2n2 不同的原子轨道 相同 2.构造原理 随着原子序数的递增，基态原子的“外层电子”按照箭头的方向依次排布在各原子轨道上：1s、2s、 2p、3s、3p、 、 、4p、 5s、4d、5p、6s……这一规律 称为 。 基态原子核外电子在原子轨 道上的排布顺序如图所示： 4s 3d 构造原理 电子层 能级 说明：原子最外层电子填充时先填ns轨道再填(n－1)d轨道，并不代表电子填充后原子中各原子轨道的能级高低顺序。例如，对于ns和 (n－1)d轨道都填有电子的原子，在许多情况下(n－1)d轨道电子能量更低。 3.原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 书写格式：在ns、np、nd等各能级符号的右上角用数字表示出该能级中的 数目。 以钾原子为例，电子排布式中各符号、数字的意义为 电子 (2)轨道表示式 ①用 表示一个原子轨道，用箭头“ ”或“ ”来区别自旋状态不同的电子。 ②以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义为 方框(或小圆圈、短线) ↑ ↓ (3)简化电子排布式 为避免电子排布式书写繁琐，可把内层电子排布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“[　]”表示。如S：[Ne]3s23p4，Ca：[Ar]4s2。 1.正误判断 (1)基态氮原子的电子排布式为1s22s12p4，违背了能量最低原理 (2)基态O原子轨道表示式为 ，违反了洪特规则 (3)基态K原子的简化电子排布式为4s1 (4)基态6C原子的电子排布式为1s22s22p (5)3d6的轨道表示式为 √ × × 应用体验 √ × 应用体验 2.按要求填空。 (1)O元素基态原子电子排布式：_________。 (2)Na元素基态原子的轨道表示式：__________________________。 (3)Ca元素基态原子电子排布式：_________________。 (4)基态硼原子的轨道表示式为____________________，核外电子共有____种运动状态，有____个未成对电子，有____对成对电子。 1s22s22p4 1s22s22p63s23p64s2 5 1 2 应用体验 3.氧元素基态原子核外未成对电子数有____个；写出3p轨道上有2个未成对电子的原子的元素符号：_______；M层上有2对成对电子的原子最外层共有____种不同运动状态的电子。 2 Si或S 6 书写基态原子的轨道表示式时，要兼顾三条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误： ①违反泡利不相容原理： ； ②违反洪特规则： 或 ； ③违反能量最低原理： 。 易错警示 返回 19～36号元素基态原子的核外电子排布 二 洪特规则特例 能量相同的原子轨道在 (如d10)、 (如d5)和 (如d0)状态时，体系的能量较低。 如基态铬原子和基态铜原子的核外电子排布。 铬原子： 1s22s22p63s23p63d44s2　 ___________________ 错误　　　　　　　 正确 铜原子： 1s22s22p63s23p63d94s2　 ____________________ 错误　　　　　　 　 正确 全充满 半充满 全空 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1 1.正误判断 (1)1～36号元素中基态Cr原子未成对电子数最多 (2)基态铜原子的简化电子排布式为[Ar]3d94s2 (3)基态Sc原子的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p64s23d1 (4)第4周期中原子最外层仅有1个电子的元素只有K × × × √ 应用体验 应用体验 2.下列轨道表示式所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是 √ A项，2s轨道没有排满电子就排在了2p轨道上； B项，2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低； C项，2p3为半充满状态，能量最低； D项，2p轨道未排满就排3s轨道。 应用体验 3.按要求写出下列原子的电子排布式或轨道表示式。 (1)基态硫原子的轨道表示式：__________________________________。 (2)基态Mn原子的简化电子排布式：__________。 (3)基态As原子最外层电子的轨道表示式：________________。 (4)基态Ge原子的电子排布式：_____________________________________。 (5)Cu＋基态核外电子排布式为____________________________。 [Ar]3d54s2 1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) 1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) 应用体验 4.(2023·江苏泰州期中)A、B、C、D、E均为36号之前的元素，请完成下列空白。 A原子中只有一个电子层且只含1个电子；B原子的2p轨道上得到2个电子后不能再容纳外来电子；C原子价电子排布式为nsn－1npn＋1；D的一种核素的质量数为59，中子数为31；E元素基态正三价离子的3d轨道为半充满。 (1)A的原子轨道形状为______。 球形 应用体验 (2)B的元素名称：____，画出B的价电子轨道表示式：________________。 (3)C的基态原子核外电子空间运动状态有____种。 (4)D2＋的核外电子排布式是___________________________。 (5)E的元素符号为_____，E元素基态原子的价电子排布式为_______。 氧 9 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) Fe 3d64s2 返回 课时对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 题组一　构造原理及原子核外电子排布式的书写和应用 1.按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是 A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p √ 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由构造原理可知，A项，电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误； B项，电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误； D项，电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。 16 2.某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，下列关于该微粒的说法正确的是 A.它的质子数一定是18 B.它的原子和37Cl可能互为同位素 C.它的单质一定是强还原剂 D.可以确定该微粒为Ar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 对点训练 此微粒核外共有18个电子，可能是原子，也可能是离子，若为离子，可能为Ca2＋、K＋、S2－、Cl－、P3－等。 16 3.某元素的基态原子的M电子层p能级上有4个电子，下列有关该原子的叙述错误的是 A.该原子的N电子层不含电子 B.该原子容易得到2个电子 C.该原子的L电子层有8个电子 D.该原子的最外层上有4个电子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 根据构造原理可知，该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，则该原子的L电子层有8个电子，N电子层不含电子，最外层上有6个电子，容易得到2个电子，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 30 4.(2023·山东泰安高二检测)下列电子排布式能表示基态原子的电子排布式的是 A.[Ne]3s13p3 B.[Ar]3d64s1 C.[Ar]3d64s2 D.[Ne]3s23p63d5 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 [Ne]3s13p3表示3s能级中一个电子跃迁到3p能级上，基态原子的电子排布式应为[Ne]3s23p2，故A错误； 电子先排满4s能级再排3d能级，应为[Ar]3d54s2，故B错误； 根据构造原理，电子应优先排布在4s能级上，故D错误。 16 5.某元素基态原子失去3个电子后，3d轨道半充满，其原子序数为 A.25 B.26 C.27 D.28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 根据构造原理可知，基态原子3d能级上有电子，则4s能级上一定填充电子，因原子在失去电子时总是先失去最外层电子，后失去次外层电子，可知该原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，该元素为铁，原子序数为26。 16 题组二　轨道表示式的书写及应用 6.下列说法或有关化学用语的表达错误的是 A.s轨道的电子云图呈球形，p轨道的电子云图呈哑铃形 B.24Cr的价电子排布：3d54s1 C.电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D. 违反了泡利不相容原理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 Cr原子核外有24个电子，根据构造原理书写，基态Cr原子的价电子排布：3d54s1，故B正确； 电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5，违反了构造原理，故C错误； 中1s轨道和2s轨道中容纳自旋相同的电子，违反了泡利不相容原理，故D正确。 16 7.下列基态原子价电子轨道表示式正确的是 A.O　 B.Fe　 C.Si　 D.Cr　 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 基态氧原子的价电子轨道表示式违反洪特规则，正确的应为 ，故A错误； Fe原子的价电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特 规则，故B正确； 基态硅原子的价电子轨道表示式违反洪特规则，正确的应为 ，故C错误； 基态铬原子的价电子轨道表示式违反洪特规则的特例，正确的应为 ，故D错误。 16 8.在核电荷数为26的元素Fe的基态原子核外的3d、4s轨道内，下列轨道表示式正确的是 A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 核电荷数为26的Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有5个轨道，只有1个轨道排满两个电子，且自旋方向相反，其他4个轨道各排1个电子，4s轨道排满2个电子，且自旋方向相反，C项正确。 16 9~13题有一个或两个选项符合题目要求。 9.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是 A.S B.As C.Mn D.Fe3＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 综合强化 各微粒的未成对电子数分别为S：2个，As：3个，Mn：5个，Fe3＋：5个，但Mn的最外层电子排布式为4s2。 16 10.(2022·丽江高二期中)在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素种数为 A.3 B.4 C.5 D.6 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素分别为N、P、As、V、Co，共5种元素。 16 11.下列各项叙述中正确的是 A.所有原子任一电子层的s电子云图都是球形，但球的半径大小不同 B.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成 激发态 C.在一个基态多电子原子中，可以有两个运动状态相同的电子 D.p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 16 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 所有原子的任一电子层的s电子云图都是球形，由于电子层的不同，球的半径大小不同，A项正确； 镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，B项错误； 在多电子的原子中，电子填充在不同的电子层，同一电子层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋状态不同，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C项错误； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量，D项正确。 16 12.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是 A.原子核外L层的未成对电子数与M层的未成对电子数相等的原子 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子 的Y原子 C.2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子 D.最外层都只有一个电子的X、Y原子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 综合强化 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 A项，L层(M层)只有1个未成对电子的原子可能是Li或F(Na或Cl)等，L层(M层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)； B项，X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn； C项，X为C，Y为Si； D项，最外层只有1个电子的原子中氢原子与碱金属元素原子化学性质不相似。 16 13.(2022·济南高二检测)某核素核外共有15个不同运动状态的电子，下列说法正确的是 A.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了洪特规则 B.原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道 C.该元素的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物 D.该基态原子中能量最高的电子的电子云图的形状为哑铃形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 某核素核外共有15个不同运动状态的电子，则该原子为P原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了洪特规则，A正确； 该原子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，9个轨道，B错误； 该元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4为中强酸，C错误； 该基态原子中能量最高的电子处于3p能级，p电子云图的形状为哑铃形，D正确。 16 14.按要求完成下列各题。 (1)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价电子排布为4f66s2，Sm3＋的价电子排布为______。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe失去电子生成阳离子时电子从外到内依次失去，所以成为阳离子时首先失去4s轨道电子；Sm的价电子排布为4f66s2，该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s轨道电子，后失去4f轨道电子，Sm3＋的价电子排布为4f5。 4s 4f5 16 (2)基态Cu2＋核外电子排布式为__________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2＋，基态Cu2＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。 1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) 16 (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为______、______(填字母)。 A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 D C 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 电子处于基态时能量最低，处于激发态时能量较高，D选项为基态Li原子核外电子轨道表示式，故能量最低，A、B、C均为激发态，C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15.已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电子；E原子的价电子排布为3s23p6。 (1)按要求书写下列图示： ①B的原子结构示意图：_________。 ②C原子的轨道表示式：______________________。 15 综合强化 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ③D原子的核外电子排布式：___________________________。 ④B离子的电子式：_________。 15 综合强化 1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：________ ______________________________________________(至少写出5种)。 15 综合强化 KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可) KOH、 由题意可知，A为H，B为Cl，C为O，D为K，E为Ar。 由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式：_____________ ________________________________________________________(至少写出2个)。 15 综合强化 2H2↑＋O2↑、2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(其他合理答案也可) A的单质为H2，可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)写出E的元素符号：______，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是______________________。 15 综合强化 Ar 对太阳光进行光谱分析 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 16.有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C元素基态原子的核外电子排布可表示为(n－1) snnsnnp2n；D为金属元素且M层上有一个未成对的p电子；E元素的原子核外最外层p轨道半充满；F元素原子的M层上有三对成对电子。 (1)写出下列元素的元素符号： A.______，C.______，F.______。 Cl　 H O 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (2)写出基态D原子的电子排布式：________________，基态E原子的轨 道表示式：_______________________________________。 (3)D元素原子核外电子云共有_____种不同运动状态的电子，_____种不同能级的电子。 1s22s22p63s23p1 13 5 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 A原子只有一种原子轨道，可能是H或He，又因A是主族元素，则A为氢元素；B元素原子的核外电子排布式为1s22s22p3，为氮元素；基态C原子的电子排布式为1s22s22p4，为氧元素；D元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为铝元素或氯元素，D为金属元素，则D为铝元素；E元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，为磷元素；F为氯元素。 Al元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，核外13个电子的运动状态各不相同，故核外有13种不同运动状态的电子，有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级。 返回 16 2H2O $$null