1.1.4 核外电子的排布规则 表示方法【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（2019）选择性必修二

该高中化学课件聚焦核外电子排布规则与表示方法，通过“原子轨道中两电子运动状态差异”的问题导入，从电子自旋引出泡利原理，再结合轨道表示式过渡到洪特规则及能量最低原理，构建递进式学习支架，衔接电子运动状态与排布规律的知识脉络。 其亮点在于以问题驱动和典例精讲（如24Cr的半充满特例分析）深化科学思维，通过表格对比多种电子表示方法（如原子结构示意图、轨道表示式等）落实模型建构，学习评价题分层设计。这既助学生系统掌握1-36号元素排布，又为教师提供清晰教学逻辑与丰富实践资源。

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4课时 电子的排布规则与表示方法 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 核外电子的排布规则 核外电子的表示方法 学习目标 1. 认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。 2. 理解能量最低原理、泡利原理和洪特规则，能书写1-36号元素的基态原子的轨道表示式。 3. 能解释一些元素的基态原子的核外电子排布不遵循构造原理的原因。 新课导入 每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么，这两个电子的运动状态有什么差异呢？ 钠原子光谱实验 只有1个最外层电子的钠原子光谱会在光谱里呈现双线 斯特恩-盖拉赫实验 只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束 提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态 1925年，两个荷兰年轻人根据实验事实提出假设： 电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。 一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子 决定电子运动的空间范围：原子轨道 决定电子的能量：能层、能级 决定电子的运动状态：能层、能级、原子轨道、自旋 任务一 电子自旋与泡利原理 一、电子自旋 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头( “↑”“↓” )表示自旋相反的电子 沃尔夫冈·泡利 1925 年，泡利正式提出：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理 (泡利不相容原理) 核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？ 任务二 电子排布的轨道表示式 二、电子排布的轨道表示式(电子排布图) 反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。 例：基态Al原子的轨道表示式： 原子轨道 能级符号 “↑↓”代表自旋相反的电子对 简并轨道：能量相同的原子轨道 单电子 （未成对电子） 铝原子中，有 对电子对，有 个单电子，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。 6 1 7 13 1s 2s 2p 3s 3p 空轨道 典例精讲 【例1】请写出Li、Be、B的轨道表示式。 Li 1s 2s Be 1s 2s B 1s 2s 2p 【例2】请写出基态碳原子可能的轨道表示式。 C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p 哪个正确呢？ 任务三 洪特规则 三、洪特规则 弗里德里希·洪特 内容：基态原子中，填入 的电子总是先单独 分占，且自旋平行 简并轨道 如：2p3的电子排布为 ，不能为 故C 轨道表示式： C 1s 2s 2p 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子 洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道 任务三 洪特规则 光谱实验发现，在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有_______的能量和 __ 的稳定性。 较低 较大 全充满：p6、d10、f14 半充满：p3、d5、f7 全空：p0、d0、f0 体系能量较低，原子较稳定 洪特规则特例 三、洪特规则 例如：24Cr的电子排布式为______________________，为半充满状态， 1s22s22p63s23p63d54s1 3d 4s ↑↓ Cr ↑ ↑ ↑ ↑ 只有一组全满的简并轨道 有两组半满 的简并轨道 ↑ Cr ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d 4s 体系能量较低，原子较稳定 体系能量高，原子不稳定 任务四 能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低 四、能量最低原理 根据洪特规则的特例，我们还能发现什么规律？ 能量最低 当相邻能级能量差别不大时，有1～2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如：所有副族元素的基态原子 整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定 核电荷数 电子数 电子状态 内容 因素 能量最低原理的补充 能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。 任务四 能量最低原理 铁原子的电子排布图 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 洪特规则 泡利原理 能量最低原理 1s 2s 2p 3p 3d 3s 4s 基态原子的核外电子排布遵循三大原则： 泡利原理、洪特规则和能量最低原理。 任务四 能量最低原理 为什么基态氮原子的轨道表示式是 而不是 ？ 为什么基态氦原子的电子排布是1s2而非1s12s1？ 为什么基态K和Ca的价电子排布式是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？ 结合核外电子在原子轨道中的排布规律，思考并回答下列问题： 问题1 问题2 问题3 不满足能量最低原理 不满足构造原理 不满足洪特规则 典例精讲 【例1】写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。 15P： ，有 对电子对， 有 个单电子。 25Mn： _______________________________________________________________， 有 种空间运动状态，有 个单电子，属于半充满。 6 3 15 5 典例精讲 【例2】下列有关核外电子排布的式子不正确的是（ ） A. 24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1 B. K的简化电子排布式：[Ar]4s1 C. N原子的电子排布图： D. S原子的电子排布图： 【解析】 S原子的电子排布图违反了洪特规则，正确的应是 D 课堂小结 我们已经学习了很多种表示核外电子的方法，你能列举出来并说明它们的各自的含义吗？ 表示方法 原子结构示意图 电子式 电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式 电子排布图 价电子排布图 以硫(S)为举例 S：1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4 S： 基态原子核外电子排布的表示方法 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的图示形式 在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子的式子 对电子运动状态描述最详尽 课堂小结 核外电子排布表示方法 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 核外电子排布三原则 使整个原子能量最低 最多容纳2e-，且自旋相反 先单独分占，且自旋平行 原子结构示意图 电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式 轨道表示式 直观反映出核内质子数、核外电子层数及各电子层上的电子数 直观反映能层，能级上的电子数 能直观反映出电子的排布情况和自旋状态 填多少 怎么填 学习评价 1、电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是 ( ) ①电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道,且自旋方向相同 ②电子排布在不同能级时，总是优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道 ③电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反 ④电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则” A．①② B．②④ C．①③ D．②③④ C 学习评价 2、已知铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，回答下列问题： （1）核外电子的电子云形状有____种； （2）电子云有______种不同的伸展方向； （3）有____种不同的运动范围（区域）； （4）有____种不同能量的电子； （5）有____种不同空间运动状态的电子； （6）有____种不同运动状态的电子。 2 球形和哑铃形 4 5 能级 能层 3 7 每个电子的运动状态都是不同的！ 原子轨道 13 学习评价 3、按要求填空。 (1) 17Cl 基态原子的电子排布式：_________________。 (2) 17Cl 基态原子的价电子排布式：______________。 (3) 17Cl− 基态离子的电子式：___________。 1s22s22p63s23p5 3s23p5 (4) 17Cl 基态原子的价电子轨道表示式：____________________。 (5) 17Cl 的原子结构示意图：________。 (6) 第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式： ________________________________________。 [Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1 学习评价 4、写出1-36号元素基态原子的价层电子的轨道表示式，找出未成对电子为1-6的元素。 未成对电子数及其占据的原子轨道 元素符号及价电子排布 1 4s K：4s1，Cu：3d104s1 3d Sc：3d14s2 4p Ga：4s24p1，Br：4s24p5 2 3d Ti：3d24s2，Ni：3d84s2 4p Ge：4s24p2，Se：4s24p4 3 3d V：3d34s2，Co：3d74s2 4p As：4s24p3 4 3d Fe：3d64s2 5 3d Mn：3d54s2 6 3d和4s Cr：3d54s1 第四周期未成对电子数规律 $