1.1.2 原子结构（构造原理与电子排布式 ） 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

组织建设 第一节　原子结构 2、构造原理与电子排布式 第一章 原子结构与性质 1.抄写21~36号元素符号及名称（要求背诵） 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 鎵 锗 砷 硒 溴 氪 Sn锡 副族元素 2.写出 S、K、Ca 的原子结构示意图 3.知识补充轨道类型：s、p、d、f各自算一种 轨道数：s有1个、p有3个、d有5个、f有7个 能量 量子化 原子光谱 能层 能级 原子结构示意图 问题：核外电子在能级中依据什么规律排布？ 电子填满一个能级，开始填入下一个能级 提出问题 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 Na 2 2 6 1 （2）填入1-18号基态原子核外电子在各能级中的电子排布情况？ 1s 2s 2p 3s 3p （1）讨论基态钠原子核外电子在能级中的排列情况？ 核外电子在能级中排布顺序： 认识新知 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 2 2 6 1s 2s 2p 3s 3p K Ca （3）讨论基态K和Ca核外电子在能级中的排列情况？ 2 6 1 4s 能级交错 核外电子在能级中排布顺序： 电子并不是总是填满一个能层后再填入下一个能层 光谱学事实 认识新知 5 1、定义：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被称为构造原理。 【思考】：有何规律？ 一、构造原理 每一行对应一个 每一小圈对应一个 各圆圈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 ns (n-2)f np (n-1)d P8 能层 能级 6 （2）构造原理规律 能级交错 ：ns<(n-2)f<(n-1)d<np 例： n=1 1s =2 2s2p =3 3s3p 4s3d4p =4 7 【问题探究】根据构造原理各能级能量高低顺序有何规律？ 1、同一能层不同能级: Ens Enp End Enf 2、同类能级: n值越大，能级能量越高 3、Ens E(n-2)f E(n-1)d Enp（能量交错）当n≥( )时,出现d,当n≥( )时，出现f。 能级交错 ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ 4 6 因此，不同能层，不同能级之间，能层高的能量不一定大。 二、电子排布式 1、定义：能层低的能级写在左边，依次书写能层高的能级 ，能级的右上角标注排布的电子数。 1 s2 能层 能级 能级容纳电子数 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 例1.Al的电子排布式书写 Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Al ： 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 例2.C的电子排布式书写 C 6 1s2 2s2 2p2 C ： 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 例3.Fe的电子排布式书写 Fe 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Fe ： 4s2 3d6 Fe ： 1s22s22p63s23p63d64s2 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 练习1、O的电子排布式书写 O,8 1s22s22p4 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 练习2、P的电子排布式书写 P,15 1s22s22p63s23p3 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 练习3、Mn的电子排布式书写 Mn,25 1s22s22p63s23p63d54s2 1s22s22p63s23p64s23d5 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 练习4、Ti的电子排布式书写 Ti,22 1s22s22p63s23p63d24s2 1s22s22p63s23p64s23d2 二-（一）、原子电子排布式的书写 步骤1.找该原子的原子序数 步骤2.按构造原理依次书写能级与电子数 步骤3.讲同一能层的能级排在一起 练习5、Br的电子排布式书写 Br,35 1s22s22p63s23p63d104s24p5 1s22s22p63s23p64s23d10 4p5 [特殊情况]半充满或全充满需要调整np3,nd5,np6,nd10 如：29Cu先按能量从低到高排列为 因3d10为全充满时较稳定,因此需要将4s的一个电子调整到3d, 再将同一层的排到一起,即Cu原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 1s22s22p63s23p64s13d10。 1s22s22p63s23p64s23d9 构造原理具有一定的局限性，对于个别特殊的过渡元素（ 24Cr、 29Cu ）核外电子的排布并不适用。 [特殊情况]半充满或全充满需要调整np3,nd5,np6,nd10 如24Cr先按能量从低到高排列为 因3d5为半充满时较稳定,因此需要将4s的一个电子调整到3d,得 再将同一层的排到一起,即Cr原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 能级半充满或全充满时能量最低，因此需要调整。就记住Cu和Cr 1s22s22p63s23p64s23d4 1s22s22p63s23p64s13d5。 【练习】写出10Ne和11Na的电子排布式 1s2 2s2 2p6 （Ne电子排布式） 1s2 2s2 2p6 3s1 （Na电子排布式） 【对比与发现】：你发现了什么？ 简化电子排布式： [Ne]3s1 表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同 简化为: 如： Na：1s22s22p63s1 ［稀有气体元素符号］+余下电子排布 二-（二）、简化电子排布式 [Ar] 3d10 4s2 表示Zn的内层电子排布与稀有气体元素Ar的核外电子排布相同 简化为 再如：Zn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 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。p11 价层电子排布式 价电子层 ［稀有气体元素符号] + 余下电子排布 二-（二）、简化电子排布式 1、价层电子排布式 主族元素就是最外层电子排布 副族元素就是除稀有气体以外的电子排布 2、原子的电子排布无特殊说明是基态原子排布式 内层电子达到稀有气体元素原子排布时可以进行简化 如：Mn 1s22s22p63s23p63d54s2其中1s22s22p63s23p6看作[Ar]，因此可表示为[Ar] 3d54s2 22Ti 35Br [Ar]3d24s2 1s22s22p63s23p63d24s2 可表示为 1s22s22p63s23p63d104s24p5 可表示为 [Ar] 3d104s24p5 1、先写原子的电子排布式 2、再根据得失电子情况： 例： 二-（三）、离子的电子排布式书写 得电子，按构造原理依次增加； 失电子，由外层向内层失电子。 O 1s22s22p4 26Fe Fe2+ Fe3+ 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d6 [Ar]3d6 1s22s22p63s23p63d5 [Ar]3d5 简化电子排布式 简化电子排布式 简化电子排布式 [Ar]3d64s2 O2- 1s22s22p6 电子排布式的书写 1．简单原子的电子排布式 (1)按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如 (2)简化电子排布式：把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，其中第一、二电子层与Ne(1s22s22p6)的结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1；K的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。 微粒 电子排布式 微粒 电子排布式 C 1s22s22p2 Ne 1s22s22p6 Cl 1s22s22p63s23p5 K 1s22s22p63s23p64s1 小结 能量 量子化 原子光谱 能级 构造原理 简化电子排布式 1s2 2s2 2p6 3s2 电子排布式 价层电子排布式 【Ar 】4s1 4s1 原子实，表示内层电子 价层电子，决定化学性质 表示方法 核外电子的运动状态 规律 知识归纳 能层 原子结构示意图 +19 2 8 8 1 3p6 4s1 1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（ ） A．Sc3+ B．Mg2+ C．Cl- D．Br- 2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（ ） A．Cl- D．1s22s22p63s23p6 B． C． B AC 3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ） A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s) C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d) AB 4、某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表的位置是____________ 第三周期，第VIA族 【课堂练习】 5.下列各基态原子或离子的电子排布式书写错误的是 A．K：1s22s22p63s23p6 B．F：1s22s22p5 C．Mg2+：1s22s22p6 D．O2-：1s22s22p6 A 6.下列说法错误的是 A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量相同 B． 1s22s1 2p1是激发态原子的电子排布式 C．基态溴原子的简化电子排布式是 D．某原子价电子排布式是6s26p2，则该元素位于元素周期表的的ⅣA C 构造原理应用：电子排布式书写 按照“示例”写出各种基态微粒的电子排布式 示例： 25Mn: 1s22s22p63s23p63d54s2 ，简化写法 [Ar] 3d54s2 ① C ② Si ③ S ④ Cl- ⑤ Ti ⑥ Fe ⑦ Fe2+ ⑧ Fe3+ ⑨Pb 1s22s22p2 或 [He]2s22p2 1s22s22p63s23p2 或 [Ne]3s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p4 或 [Ne]3s23p4 1s22s22p63s23p63d24s2 或 [Ar]3d24s2 1s22s22p63s23p63d64s2 或 [Ar]3d64s2 1s22s22p63s23p63d6 或 [Ar]3d6 1s22s22p63s23p5 或 [Ar]3d5 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 4f14 5s25p65d10 6s26p2 或 [Xe]4f 145d106s26p2 练习：写出CI－、Na＋、Fe2+、Fe3+的电子排布式： $