第1章 第1节 拓展专题2 电子运动状态与未成对电子数的判断（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版）

该高中化学课件聚焦电子运动状态（能层、能级、原子轨道、自旋）与未成对电子数判断，通过“基础概念-原理应用-实例分析”的学习支架，衔接原子结构与元素周期律知识，帮助学生构建从微观结构到性质的认知脉络。 其亮点在于融合理论讲解与分层训练，以C、Si、Cu等元素为实例，通过轨道表示式分析和周期表规律总结，培养学生的科学思维与化学观念。解析详尽且贴近高考，学生能提升解题能力，教师可直接用于课堂教学或分层辅导。

拓展专题2　电子运动状态与未成对电子数的判断 一、电子运动状态的判断 1. 核外电子的运动状态 （1）空间运动（或轨道运动） 电子的空间运动由其能层、能级和原子轨道三个方面决定。 （2）自旋 电子自旋有顺时针和逆时针两种取向，常用“↑”和“↓”表示。 （3）电子的运动状态 把既具有一定空间运动状态又具有一定自旋状态的电子称为具有一定运动 状态的电子。 化学·选择性必修2 2. 泡利原理的另一类描述 （1）内容 在同一个原子里，没有运动状态四个方面完全相同的电子存在。 （2）理解 电子运动状态由四个方面进行描述：能层、能级、原子轨道和自旋。若两 个电子的能层、能级和原子轨道相同，则自旋一定不同，即一个原子轨道 里只能容纳自旋相反的两个电子。 3. 三个结论 （1）一个原子中，电子占据几个原子轨道，即有几种空间运动状态。 （2）一个原子有几个电子，则有几种运动状态的电子。 （3）第n能层的轨道数为n2，则n能层最多容纳的电子数为2n2。 化学·选择性必修2 1. （2025·天津南开区高二期末）某基态原子价层电子的轨道表示式 为 从中得到的信息错误的是（　　） A. 有2个电子层 B. 最外层有4个电子 C. 有3种能量不同的电子 D. 有6种空间运动状态不同的电子 √ 化学·选择性必修2 解析：　由基态原子的轨道表示式可知，该基态原子的核外电子排布式 为 1s22s22p2，该原子序数为6，为C元素；该原子有2个电子层，最外层有4 个电子，核外电子占据的能级为1s、2s、2p 能级，故有3种能量不同的电 子，A、B、C正确；该原子核外共有 6 个电子，则有 6 种不同运动状态的 电子，D错误。 化学·选择性必修2 2. （2025·泸州高二期末）下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是 （　　） A. N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状 态的电子 B. 在K能层中，有自旋相反的两条轨道 C. s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在哑铃形曲面上运动 D. 电子云通常是用小黑点来表示电子的多少 √ 化学·选择性必修2 解析：N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，各具有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多可容纳2个电子，故可容纳32个电子，所以可容纳32种运动状态的电子，A正确；在K能层中，只有1个轨道，能容纳自旋相反的2个电子，B错误；电子云通常是用小黑点来表示电子出现的机会多少，但小黑点不表示电子，D错误。 化学·选择性必修2 3. （2025·沈阳五校协作高二节选）新型半导体材料如碳化硅（SiC）、氮 化镓（GaN）等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角 色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种，其核外电子占据最 高能级的电子云轮廓图的形状为 ，基态镓原子的价层电子排布 式为 ⁠。 解析：基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，核外电子空间运动 状态共有8种；核外电子占据最高能级为p能级，形状为哑铃形；镓元素的 原子序数是31，其基态原子的价层电子排布式为4s24p1。 8 哑铃形 4s24p1 化学·选择性必修2 4. 回答下列问题。 （1）基态F原子核外电子的运动状态有 种。 9 解析：基态F原子共有9个核外电子，每个电子都有对应的原子轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。 （2）基态钛原子的价层电子排布式为 ，其原子核外电子的空间 运动状态有 种，共有 种运动状态不同的电子。 3d24s2 12 22 解析：基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s能级有一种空间运动状态，p能级有三种空间运动状态，d能级有五种空间运动状态，3d能级只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。 化学·选择性必修2 （4）基态Cu原子核外电子的空间运动状态有 种。 （3）基态Si原子价层电子的运动状态有 种，若其电子排布式表示为 [Ne]3s23 违背了 ⁠。 4 洪特规则 解析：基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个原子轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。 15 化学·选择性必修2 二、基态原子中未成对电子数的判断 1. 成对电子与未成对电子 （1） 一个原子轨道若有2个电子且自旋相反，这2个电子称为成对电子， 即电子对。 （2）一个原子轨道若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。 如N的轨道表示式为 原子中有2对电子对，3个单电子 或未成对电子。 （3）未成对电子只存在于价层电子中。 化学·选择性必修2 2. 基态原子中未成对电子数的判断 （1）轨道表示式能直观地反映出原子核外电子的自旋状态以及成对电 子对数和单电子数。应根据价层电子的轨道表示式判断微粒中的未成 对电子数。 （2）在元素周期表中，一般有如下的规律：第ⅠA、ⅢA、ⅦA族元素都存 在着1个未成对电子，第ⅣA、ⅥA族元素的未成对电子数是2，第ⅤA族元 素的未成对电子数是3，而第ⅡA族和0族元素，均没有未成对电子。 （3）副族元素可以通过书写电子排布式的方法来进行判断。需要特别注 意的是铬和铜两种元素，铬的基态原子中存在6个未成对电子，而不是4 个，铜的基态原子中存在1个未成对的s电子而不是d电子。 化学·选择性必修2 1. （2025·广州广雅中学高二检测）人们通常将在同一原子轨道上运动、 自旋相反的2个电子，称为“电子对”，将在某一原子轨道上运动的单个 电子，称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中，未成对电子 数最多的是（　　） A. 1s22s22p63s23p6 B. 1s22s22p63s23p63d54s2 C. 1s22s22p63s23p63d54s1 D. 1s22s22p63s23p63d104s1 √ 化学·选择性必修2 解析：　A中1s22s22p63s23p6中每个轨道上都达到饱和，未成对电子数为 0；B中1s22s22p63s23p63d54s2中3d轨道上有5个未成对电子，其他轨道达到 饱和，未成对电子数为5；C中1s22s22p63s23p63d54s1中的3d、4s轨道上各有 5、1个未成对电子，未成对电子数为6；D中1s22s22p63s23p63d104s1只有4s上 有1个未成对电子，未成对电子数为1。 化学·选择性必修2 2. 某元素基态原子M层上有一个未成对电子，则该基态原子价层电子排布 不可能是（　　） A. 3d14s2 B. 3d94s2 C. 3s23p1 D. 3s23p5 解析：价层电子排布为3d14s2、3s23p1、3s23p5的元素的基态原子M层都有一个未成对电子，3d94s2不遵循能量最低原理，排布式不正确，正确的排布式为3d104s1，M层没有未成对电子，选B。 √ 化学·选择性必修2 3. 高考真题组合 （1）（2024·全国甲卷35题节选）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化 合物有着广泛的应用。该族元素基态原子核外未成对电子数为 ⁠。 解析：ⅣA族元素基态原子的价层电子排布式为ns2np2，核外未成对电子数为2。 （2）（2024·山东高考16题节选）锰氧化物具有较大应用价值，同周期 中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 （填元素符号）。 解析：基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2，未成对电子有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr，基态Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子。 2 Cr 化学·选择性必修2 （3）（经典高考）基态O原子的电子排布式 ⁠， 其中未成对电子有 个。 解析：O为8号元素，基态O原子核外有8个电子，因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4，其2p轨道有2个未成对电子，即O原子有2个未成对电子。 （4）（经典高考）基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比 为 ⁠。 解析：根据构造原理可知基态Fe2＋和Fe3＋的价层电子排布式分别为3d6和3d5，其未成对电子数分别为4和5，即未成对电子数之比为4∶5。 1s22s22p4或[He]2s22p4 2 4∶5 化学·选择性必修2 4. （2025·山东各地市高二月考节选）完成下列各题： （1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 ⁠个未成 对电子。 解析：Ge处于第四周期第ⅣA族，基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；根据洪特规则，基态Ge原子有2个未成对电子。 （2）镍元素基态原子的电子排布式为 ，3d能级上的未成对 电子数为 ⁠。 解析：镍元素的原子序数为28，基态Ni原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2，根据洪特规则，Ni原子3d轨道上有2个未成对电子。 3d104s24p2 2 [Ar]3d84s2 2 化学·选择性必修2 （3）第四周期核外电子排布未成对电子数和周期数相同的基态原子的简 化核外电子排布式为 ⁠。 解析：第四周期元素中未成对电子数为4的元素是Fe，Fe原子的原子序数为26，基态Fe原子的简化核外电子排布式为[Ar]3d64s2。 （4）与Cu同周期且基态原子核外单电子数与Cu相同的元素还有 种。 解析：Cu为29号元素，其4s轨道上有一个未成对电子，与Cu同周期且基态原子核外未成对电子数为1的元素有K（4s1）、Sc（3d14s2）、Ga（4s24p1）、Br（4s24p5）共4种。 [Ar]3d64s2 4 化学·选择性必修2 演示完毕 感谢观看 $