1.1.2原子结构 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式 旧知回顾 在化学（必修）中我们就学习了原子核外电子是在原子核外距离原子核由近及远、能量由低到高分层排布。如1-18号原子核外电子分层排布的原子结构示意图为： Q1:电子如何填入核外的不同能级以保证原子处于基态呢？ 2 任务一 构造原理 1.内容：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 P8 每一行对应一个能层 每一小圈对应一个能级 各圆圈件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 3 任务一 构造原理 1.内容：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 P8 构造原理规律： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d 构造原理规律： ns (n-2)f (n-1)d np 4 任务一 构造原理 2.构造原理中排布顺序 (1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： (2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： (3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns＜np＜nd＜nf 1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p; 3d＜4d ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np (n为能层序数) 5 任务二 电子排布式 理论依据：构造原理 元素核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和核外电子，就得到一个基态原子的电子排布 电子填满一个能级，就开始填入下一个能级 从氢到碳的基态原子电子排布式如下： 1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2 氢→ 氦 → 锂 → 铍 → 硼 → 碳 6 任务二 电子排布式 1.电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子 Na：1s2 2s22p6 3s1 能层序数 能级符号 该能级上排布的电子数 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 K L M N 按能层次序书写，按构造原理充入电子。 K L M 7 任务二 电子排布式 【学生活动】请根据构造原理，写出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 电子排布式 K L M N O 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s2 2s1 4 铍 Be 1s2 2s2 5 硼 B 1s2 2s22p1 6 碳 C 1s2 2s22p2 7 氮 N 1s2 2s22p3 8 氧 O 1s2 2s22p4 8 任务二 电子排布式 【学生活动】请根据构造原理，写出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 电子排布式 K L M N O 9 氟 F 1s2 2s22p5 10 氖 Ne 1s2 2s22p6 11 钠 Na 1s2 2s22p6 3s1 12 镁 Mg 1s2 2s22p6 3s2 13 铝 Al 1s2 2s22p6 3s23p1 14 硅 Si 1s2 2s22p6 3s23p2 15 磷 P 1s2 2s22p6 3s23p3 16 硫 S 1s2 2s22p6 3s23p4 9 任务二 电子排布式 【学生活动】请根据构造原理，写出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 电子排布式 K L M N O 17 氯 Cl 18 氩 Ar 19 钾 K 20 钙 Ca 21 钪 Sc 22 钛 Ti 4s1 4s2 4s2 3d1 1s2 2s22p6 3s23p5 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 3d2 4s2 能级交错现象 10 任务二 电子排布式 【注意】从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np 能级交错：随着电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，电子是按3p→4s→3d的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 源于光谱学事实 构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实 构造原理是一个思维模型，是个假想过程 11 任务二 电子排布式 Q2:1～36号元素中是否都遵循构造原理？能否举出具体的例子？ 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 23 钒 V 24 铬 Cr 25 锰 Mn 26 铁 Fe 27 钴 Co 28 镍 Ni 29 铜 Cu 30 锌 Zn 1s2 2s22p6 3s23p6 3d3 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d4 4s2 × 3d5 4s1 1s2 2s22p6 3s23p6 3d5 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d6 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d7 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d8 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d9 4s2 × 3d10 4s1 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 不符合构造原理 构造原理是被理想化的 12 任务二 电子排布式 Q2:1～36号元素中是否都遵循构造原理？能否举出具体的例子？ 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 31 镓 Ga 32 锗 Ge 33 砷 As 34 硒 Se 35 溴 Br 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p1 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p3 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p4 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p5 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 4p6 13 1.按构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡的基态原子的最外层电子排布； 除氦外它们的通式是什么？ 2.电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1， (1) 上述方括号的意义是什么？ (2) 仿照Na的简化电子排布式，写出O、Si、Cu的简化电子排布式 3.为突出化合价与电子排布式的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层。 Fe 简化电子排布式为[Ar]3d64s2 价电子排布式为3d64s2 通常元素周期表只给出价层电子排布式，请写出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布 【思考与讨论】 任务二 电子排布式 通式：ns2np6 14 任务二 电子排布式 2.简化电子排布式： 电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1， (1) 上述方括号的意义是什么？ (2) 仿照Na的简化电子排布式，写出O、Si、Cu、Br、Mn的简化电子排布式 方括号：内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号的形式表示 O [He] 2s22p4 Si [Ne]3s23p2 Cu [Ar] 3d10 4s1 Br [Ar] 3d104s24p5 Mn [Ar] 3d5 4s2 Q3:随着核电荷数的这个价，基态原子的电子排布式原来越长，怎么办？ 15 任务二 电子排布式 3.价层电子排布式： 为突出化合价与电子排布式的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层。 通常元素周期表只给出价层电子排布式。 Fe 简化电子排布式为[Ar]3d64s2 价电子排布式为3d64s2 请写出Na、Al、Cl、25Mn、35Br的价层电子排布式 Na 3s1 Al 3s23p1 Cl 3s23p5 Mn 3d5 4s2 Br 4s24p5 Q4:主族元素和过渡元素的价电子层有什么特征吗？ 16 任务二 电子排布式 4.电子排布式小结： (1)电子排布式的书写: ①要依据构造原理完成电子填充,按能层序号由低到高书写电子排布式; ②对于原子序数20号以后的元素,要注意能级交错现象; ③要关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。 (2)注意核外电子排布的几个特例:Cr[Ar]3d54s1;Cu[Ar]3d104s1。 17 小结 一般电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 18 课堂检测　 1.判断正误 (1)最外层电子排布式为4s1的元素一定为K。(　　) (2)K的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。(　　) (3)Mg的简化电子排布式为[Ne]3s2 (　　) √ × × 2.已知某+2价离子的电子排布式为1s22s22p6,该元素在周期表中所属的族是(　　) A.ⅡA B.ⅡB C.Ⅷ D.ⅠB A 　　 D 3.下列基态原子的电子排布式,书写正确的是(　　) A.9F:1s22s22p6 B.15P:1s22s22p63s33p2 C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1 D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5 课堂检测　 4.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子处于基态时的最外层电子排布式可能是（ ） A.X：3s23p1　Y：3s23p4 B.X：2s22p3　Y：2s22p4 C.X：3s23p2　Y：3s23p4 D.X：3s2　 Y：2s22p3 AB 　　 课堂检测　 5.按要求填空: (1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 ①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半:___________________。  ②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍:____________。  ③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为_______、_______、______ (2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5,则其元素符号为________。  (3)基态Ti2+中,电子占据的最高的能层符号为_____,该能层有____个能级。 (4)写出基态砷原子的电子排布式__________________,砷位于元素周期表中________周期第________族。  答案:(1)①1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2　②1s22s22p1或[He]2s22p1　 ③1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8　1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5　 1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6　(2)Br　(3)M　3　(4)[Ar]3d104s24p3　四　ⅤA $