1.1.2 构造原理 电子排布式【教学评一体化】同步教学课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修二

第一章 原子结构与性质 容山中学 化学科组 第一节 原子结构 第2课时 构造原理 主讲人： 目 录 CONTENTS 1 2 构造原理 电子排布式 学习目标 1.了解原子结构的构造原理，学会书写基态原子的核外电子排布式。 2.通过认识原子核外电子排布,能辨识原子核外电子的能层、能级分布及其能量的关系。 新课导入 那么，核外电子在能层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？ 核外电子按能量不同分成不同的能层，同一能层的电子，还被分成不同能级 任务一 核外电子排布规律 规律三 原子最外层电子数目不能超过8个 (K层为最外层时不能超过2个电子) 规律二 原子核外各电子层(能层)最多容纳2n2个电子 核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层， 然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层 规律一 核外电子在能层中的排布规律 任务一 核外电子排布规律 请同学们，结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律？ 前18号元素原子结构示意图 任务一 核外电子排布规律 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 填充电子数 结合H、He的原子结构示意图可知，电子首先填入能量最低的1s能级，直至将该能级填满。 2 电子在能级中的排布规律 任务一 核外电子排布规律 2 电子在能级中的排布规律 对于Li和Be，当1s能级填满之后，电子优先填入能量较低的2s能级，直至填满。 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 填充电子数 2 任务一 核外电子排布规律 6 对于B至Ne元素，在1s、2s能级填满后，电子填入2p能级，直至2p能级填满 电子在能级中的排布规律 2 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 填充电子数 2 任务一 核外电子排布规律 对于Na至Ar元素，电子首先填入3s能级。填满后，继续填入3p能级，直至3p能级填满。 2 6 电子在能级中的排布规律 6 2 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 填充电子数 2 任务一 核外电子排布规律 1s 2s 3s 2p 3p 总结：核外电子在能级中的排布顺序 电子在能级中的排布规律 任务一 核外电子排布规律 根据核外电子在能层中的排布规律，请分析K中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据 任务一 核外电子排布规律 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 填充电子数 2 2 6 2 6 1 1s 2s 3s 2p 3p 4s 电子在能级中的排布规律 核外电子在能级中的排布顺序 任务一 核外电子排布规律 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 填充电子数 2 2 6 2 6 2 当4s能级填满后，下一个电子应该填充在哪个能级？ 1s 2s 3s 2p 3p 4s 3d 实验表明： 能级交错 K、Ca的光谱学实验均表明，二者最外层填充的电子均在4s能级 任务一 核外电子排布规律 (这种能级交错在核外电子排布中非常普遍) ns → (n−2)f → (n−1)d → np 随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层，这种现象称为能级交错 电子在能级中的排布规律 能级交错 定义 规律 任务二 构造原理 以 事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造原理 能级 光谱学 说明 每一行对应一个________ 每个小圈表示一个______ 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 能层 能级 K L M N O P Q 1s 2s 3s 2p 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 构造原理示意图 构造原理 任务二 构造原理 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 构造原理 任务三 电子排布式 能级上填充的电子数 能级 能层 将 上所容纳的电子数标在该能级符号 ，并按照能层从左到右的 顺序排列的式子。 能级 右上角 例如：碳原子的电子排布式 6 C 碳 14.01 1s22s22p2 电子排布式 1s2 2s2 2p2 典例精讲 【例1】请根据构造原理分析并写出25Mn的核外电子排布式。 第一步 根据构造原理列出能级排布的顺序 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 第二步 将核外电子依次填入其中 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 填充电子数 2 2 6 2 6 2 5 (1)一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 第三步 去掉空能级，并按照能层顺序排列书写。 1s22s22p63s23p63d54s2 1s22s22p63s23p64s23d5 (2)个别特殊过渡元素基态原子的电子排布，不符合构造原理。 任务二 构造原理 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。 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 填充电子数 2 2 6 2 6 1 5 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 填充电子数 2 2 6 2 6 1 10 24Cr的核外电子在能级中的排布： 29Cu的核外电子在能级中的排布： 例如： 1s22s22p63s23p63d104s1 1s22s22p63s23p63d54s1 典例精讲 例1：根据构造原理，试比较下列能级的能量高低(填“＞”或“＜”)。 ①4s____3d；②6s____4f____5d。 例2：根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式 ① 8O：___________； ② 14Si：________________； ③ 19K：___________________； ④ 21Sc：____________________； ⑤ 26Fe：_____________________。 ＜ ＜　 ＜ 1s22s22p4 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d64s2 任务三 电子排布式 观察稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡的原子的最外层电子排布式，总结除氦外其他元素原子的排布通式。 2He 1s2 10Ne 2s22p6 18Ar 3s23p6 36Kr 4s24p6 54Xe 5s25p6 86Rn 6s26p6 ns2np6 电子排布式 任务三 电子排布式 电子排布式可以简化，例如：Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1 [Ne]表示的是Ne的核外电子排布，也称为原子实； 这种原子的核外电子排布的表示方法叫做简化电子排布式。 原子实表示的电子称为内层电子，通常不参与成键 原子实外的电子称为价层电子，决定元素的化学性质 说明： 电子排布式 典例精讲 例1：根据构造原理试写出下列基态原子的电子排布式和简化电子排布式 ① 24Cr： _____________________，____________。 ② 29Cu： ______________________，_____________。 ③ 33As： ________________________，_______________。 ④ 35Br： ________________________，________________。 1s22s22p63s23p63d54s1　 [Ar]3d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1　 [Ar]3d104s1 1s22s22p63s23p63d104s24p3　 [Ar]3d104s24p3 1s22s22p63s23p63d104s24p5　 [Ar]3d104s24p5 任务三 电子排布式 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)。 价层电子排布式 例如：Ni的简化电子排布式为___________，价层电子排布为_______。 [Ar]3d84s2 3d84s2 电子排布式 试写出下列原子的价层电子排布式? 13Al：___________ 32Ge：___________ 34Se： ___________ 3s23p1 4s24p2 4s24p4 任务三 电子排布式 查看书末元素周期表中前四周期元素的价层电子排布，总结不同族中，价层电子的排布规律，并写出通式。 ①对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子 表示方法： IA、IIA： nsx IIIA－0族： nsxnpy ②对于副族元素来说，价电子除最外层电子外，还包括次外层电子 表示方法： 3dx4sy 典例精讲 例1：电子排布式也可以用于表示离子的核外电子排布， 试写出 Na+、Cl− 和 Fe2+ 的电子排布式。 Na+ 1s22s22p6 Cl− 1s22s22p63s23p6 Na 1s22s22p63s1 Cl 1s22s22p63s23p5 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 Fe2+ [Ar]3d6 量子&量子化 一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。在物理学中常用到量子的概念，指一个不可分割的基本个体。例如：“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是离散的，而不是连续地任意取值。例如：在原子中，电子的能量是可量子化的，这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。 马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克 拓展延伸 课堂小结 第一节 原子的结构与性质 第2课时 构造原理 电子排布式 核外电子在能层中的排布规律 含义 含义 简化电子排布式 价层电子排布式 示意图 构造原理的补充说明 学习评价 【典例1】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(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B. E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C. E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D. E(5s)>(4s)>(4f)>E(3d) B 学习评价 【典例2】下列说法正确的是( ) A. 钾(K)原子的原子结构示意图为 B. H2O的电子式为 C. Mg的电子排布式为 1s22s22p63s23p1 D. Ca2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2 B 学习评价 【典例3】以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是( ) ①1s12s1 ②1s22s12p1 ③1s22s22p63s2 ④1s22s22p63s23p1 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④ D 【典例4】在下列所示的粒子中，氧化性最强的是( ) A. 1s22s22p2 B. 1s22s22p5 C. 1s22s22p63s1 D .1s22s22p6 B 【典例5】某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的 原子序数为( ) A. 29 B. 30 C. 31 D. 32 A 学习评价 【典例6】回答下列问题。 (1)①Co基态原子核外电子排布式为 ； ②Zn2+基态核外电子排布式为 ； ③Cr3+基态核外电子排布式为 ； ④N的基态原子核外电子排布式为 ； Cu的基态原子最外层有 个电子。 ⑤Si元素基态原子的电子排布式为 ； (2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“>”或“<”或“=”)。 ①2s 3s ②2s 3d ③3d 4s ④4f 6f $