2025届高三化学一轮复习：原子核外电子的排布 课件

(2024·河北选择考·16节选) 钒原子的价层电子排布式为　　　　; (2024·新课标卷·29节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为　　　　。 【真题引入】 3d34s2 第六章　物质结构 元素周期律 第22讲　原子结构 原子核外电子排布 第二课时 原子核外电子的排布 2025届高三一轮复习-------- 衡阳市八中高三化学备课组 聂琳 完成听课手册 P 123-124页“考点二 原子核外电子的排布”并核对好答案 【时间：3min】 【自主整理】 【思考1】2Px12Py12Pz1表示的含义？ 【思考2】电子在原子核外是如何排布的？遵循什么原则？ 多电子原子的核外电子排布：能层→能级→原子轨道 多电子原子的核外电子排布遵循： (1)泡利原理(也称泡利不相容原理) (2)洪特规则 (3)能量最低原理 多电子原子的核外电子排布：能层→能级→原子轨道 1、能层 n 电子层 能层名称： 能层符号： 一 二 三 四 五 六 七 K L M N O P Q 从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2 原子核外电子是　　　　排布的,根据电子的　　　　　差异,可将核外电子分成不同的能层。  分层 能量 【思考3】能层名称及能层符号？它们的能量有何差异？ 每层最多能容纳多少电子？ 最多电子数： 2 8 18 32 50 72 98 2、能级 多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成不同能级。 能级符号：s→p→d→f 如：ns、np、nd、nf…… n代表能层 【思考4】能级符号？它们的能量有何差异？ 第n能层各能级的能量顺序为　 。  ns<np<nd<nf 多电子原子的核外电子排布：能层→能级→原子轨道 低→高 电子能 量高低 近→远 电子离 核远近 2 6…… 2 6 10 14 2 6 10 2 6 2 最多容纳 电子数 5s 5p…… 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s 能级 O…… N M L K 能层符号 五…… 四 三 二 一 能层 小结：能层与能级的关系 【练习】（1）以下能级符号正确的是（ ） A.6s B.2d C.3f D.7p （2）下列各电子能层中，不包含 d 能级的是 （ ） A.N能层 B.M能层 C.L能层 D.K能层 AD CD 【思考5】 (1)能级数？ (2)每个能级最多 容纳的电子数？ 多电子原子的核外电子排布：能层→能级→原子轨道 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,即电子在核外经常出现的区域。其中电子云轮廓图就是这种区域的描述，故这种电子云轮廓图就是原子轨道形象化的描述。  【思考6】电子云？电子云轮廓图？原子轨道？三者的关系？ 电子出现的概率约为90%的空间 【再思考】上图是电子云轮廓图的绘制过程， 图中小黑点是电子吗？电子绕原子核做圆周运动吗？ 小黑点不是电子！ 小黑点：概率密度(单位体积内出现的概率 )，小黑点越密概率密度越大 教材P12-13 多电子原子的核外电子排布：能层→能级→原子轨道 原子轨道 轨道形状 伸展方向个数 轨道数目 s 　球形　  　1　  　1　  p 　哑铃形　 　3　  　3　  d — 　5　  　5　  f — 　7　  　7　  【思考7】原子轨道的形状？伸展方向个数？数目？ 3、原子轨道　　　 这种电子云轮廓图就是原子轨道形象化的描述。 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。  【思考8】为什么同一原子的能层越高，s电子云半径越大？ 能层越高，电子的能量越大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大， 电子云越来越向更大空间扩展。  【练习】比较基态原子能级或原子轨道的能量高低。 ①1s、2s、2p、3s、3p、3d　 ②2s、2px、2py、2pz 　1s<2s<2p<3s<3p<3d 2s<2px＝2py＝2pz 能量关系： (1)填写下表，熟悉原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。 电子层(n) 一 二 三 四 电子层符号         能级符号                     各能级原子轨道数                     各电子层原子轨道数         最多容纳电子数         1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 4 9 16 2 8 18 32 K L M N （2）预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？ 25 50 【夯实基础】 练习：铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则其核外电子云有： (1)有 种不同的伸展方向， (2)有 种不同空间运动状态的电子， (3)有 种不同运动状态的电子。 4 7 13 【思考9】量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 电子的空间运动状态种类=电子占据的原子轨道数目 “电子的空间运动状态”怎么理解？ “电子的运动状态”呢？ 电子的运动状态种类=核外电子总数 多电子原子的核外电子排布规律：能量最低原则 ①在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量 的原子轨道, 使整个原子的能量 ,这就是能量最低原理。  　最低　 最低　 ②原子的能量由 、 和____________共同决定的。 　核电荷数 　电子数　 　电子状态　 注意：(1)能量最低原理是指通过对基态原子的核外电子进行排布， 使整个原子的能量处于最低状态，而非是使电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道。 (2)电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道 ≠ 整个原子的能量处于最低状态， 因为整个原子的能量不能机械地认为是各电子所占轨道的能量之和。 判断：1、基态Ca原子的电子排布式: 1s22s22p63s23p63d2 ✘ 第 页 【思考9】以光谱学事实为基础，从H开始，随核电荷数的递增， 新增电子填入能级的顺序是什么？ 每一行对应一个能层 每一小圈对应一个能级 各圆圈之间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序 QPONMLK 构造原理规律： ns (n-2)f (n-1)d np 能级交错 构造原理： 第 页 【思考11】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。构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实。如何理解“能级交错”？它形成的原因是什么？ 原因：多电子原子的各个电子，除去原子核对它们有吸引力外，同时各个电子之间还存在着排斥力，因而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。 遵循能量最低原则 【练习】28Ni的核外电子排布式： 。 1s22s22p63s23p63d84s2 电子排布式书写时按能层依次递增的原则写，能层低的能级写在左侧。 第 页 【练习】24Cr的电子排布式为： 。 29Cu的电子排布式为 。 1s22s22p63s23p63d54s1 当能量相同的原子轨道(简并轨道)在“全满”(p6、d10、f14)、“半满”(p3、d5、f7)或“全空”(p0、d0、f0)状态时，体系较稳定，体系的能量最低。 【练习】Fe3＋比Fe2＋的稳定性更________(填“强”或“弱”)，从结构上分析原因是____________________________ 强 Fe3＋的价层电子排布式为3d5，处于“半充满状态”，故Fe3＋比Fe2＋更稳定 1s22s22p63s23p63d104s1 第 页 判断：2.电子排布1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理 多电子原子的核外电子排布规律：泡利原理 在一个原子轨道里,最多只能容纳 个电子,它们的自旋 ,这个原理被称为泡利原理。 　2　 　相反　 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,常用“↑和↓”表示自旋相反的电子 √ ✘ ✘ 第 页 判断：3、磷元素基态原子的电子排布图为 多电子原子的核外电子排布规律：洪特规则 基态原子中,填入简并轨道的电子总是先 ,且 , 称为洪特规则。 　自旋平行　 　单独分占　 ✘ 　未单独分占　 ✘ 　未自旋平行　 √ ✘ 第 页 【听课手册P125】4.下列对电子排布式或电子排布图书写的评价正确的 C 选项 电子排布式或电子排布图 评价 A 　基态O原子的电子排布图: 　错误:违反泡利不相容原理 B 　基态N原子的电子排布图: 　错误:违反洪特规则 C 　基态Ca原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d2 　错误:违反能量最低原理 D 　基态Cu原子的电子排布式:[Ar]3d94s2 　正确:符合构造原理 【巩固提升】 表示方法 电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2 简化电子排布式 [Ar]3d64s2 价层电子排布式 3d64s2 电子排布图 (或轨道表示式) 【练习】请用不同化学语言表表示基态Fe原子的核外电子排布。 原子结构示意图 【变式】Fe2+、Fe3+的价层电子排布式为： 原子变成阳离子时首先失去最外层电子 注意： 请熟练掌握1-36号元素基态原子核外电子排布表示方法 【听课手册P125】2.[2024·山东临沂调研] 2022年度化学领域十大新兴技术之一——钠离子电池,是一种二次电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。下列说法中不正确的是 (　 ) A.钠原子核外有11种不同运动状态的电子 B.基态钠原子核外电子的空间运动状态有11种 C.原子具有的能量:1s22s22p63s1<1s22s22p53s2 D.基态钠原子的内层电子中,两种自旋状态的电子数之比为1∶1 B 【巩固提升】 【巩固练习】 KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题: 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为　 　。  +或- 【思考12】基态原子？激发态原子？电子跃迁？ 微点拨：①基态原子是最基本的状态，是稳定的状态。 ②电子的跃迁是在原子内部进行的，原子组成没有变化。 ③电子跃迁一般发生在能量相近的能级间， 激发态原子释放能量不一定变成基态原子。 激发态 基态 吸收能量 释放能量 激发态 K L M N 能量 光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式，日常生活中的焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 [练习] 氟原子激发态的电子排布式有　　　　, 其中能量较高的是　　　　(填标号)。  a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 ad d 基态Mg+离子 基态Mg原子 Mg原子的 激发态 Mg+离子的 激发态 【变式】：上述状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最小的是？ 轨道能量越高，电离出电子所需能量相对越低， B>C；第I电离能，A>D第II电离能通常会有成倍数的增大，故A>D>B>C。 下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。 【巩固提高】 【再思考】原子光谱是如何产生的？ 基态 激发态 吸收能量 释放能量 形成吸收光谱 形成发射光谱 不同元素的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量→表现为光的形式→用光谱仪摄取→得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱， 总称原子光谱。 【问题】不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。下面图谱哪个是发射光谱哪个是吸收光谱？ 吸收光谱特征: 亮背景，暗线，线状不连续 发射光谱特征: 暗背景，亮线， 线状不连续 同种原子的两种光谱是可以互补的 锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 能量是不连续的 ∆E1 ∆E2 ∆E3 ∆E4 【思考12】发射光谱、吸收光谱的谱线不连续，说明了什么问题？ 能量量子化 原子光谱 能量 量子化 能层 能级 【思考13】原子光谱有哪些应用？ ①光谱分析------“鉴定元素、发现新元素” He 氦 每一种元素都有自己的特征谱线 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素； 通过原子光谱发现许多元素。 ②焰色试验-----“检验元素” 【再思考】钾发生焰色试验的原因？ 电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量 判断原子中未成对电子数目 按要求填空： (1)基态Ti3＋中未成对电子数有____个； 与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价电子排布式为_________。 与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有____种。 4d25s2 3 1 【考点突破】 (2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为_____。 4 (3)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4===NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。 5 (4)第4周期中未成对电子数最多的基态原子的价电子轨道表示式为: __________________________。 $$