1.1.2构造原理与电子排布式 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦构造原理与电子排布式，通过课前回顾能层能级知识，结合习题与思考讨论，搭建从旧知到构造原理的学习支架，帮助学生形成1-36号元素电子排布式书写的思维模型。 其亮点在于采用“问题驱动-原理建构-实践应用”逻辑，通过能级交错分析、特殊排布案例（如Cr、Cu）及分层检测，培养科学思维中的模型认知与证据推理能力。资料系统整合完整、简化及价电子排布式，附元素表格与练习，助力学生自主学习，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第一章 化学反应的热效应 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 本节重点 结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并 根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。 第2课时 构造原理与电子排布式 课前回顾 经过上节课的学习，我们知道了核外电子按照能量不同可以分成不同的能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。 2 6 6 2 2 2 2 10 10 6 14 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Q层： P 层： O层： N层： M层：L层：K层： 能层 能级 最多容纳电子数 2n2 .... 32 18 8 2 ........ 2 10 6 5s 5p 5d 2 6s ........ 课前回顾 大本第3页第3题 下列说法正确的是(　　) A、同一原子中 1s、2s、3s 电子能量逐渐减小 B、同一原子中 2p、3p、4p 能级可容纳的最多电子数相同 C、能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D、3d 能级最多容纳5个电子，3f 能级最多容纳 7个电子 B 习题 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 分析短周期的原子结构示意图。结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。 【思考･讨论】 1. 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. 对于Li至Ne，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。在1s、2s能级填满后，电子填入2p能级，直至2p能级填满。 (1)基态原子的电子排布式 二、电子排布式 能级上填充的电子数 能级 能层 例如：碳原子的电子排布式 1s2 2s2 2p2 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 6 2 2 6 短周期元素核外电子在能级中的排布规律： 1s → 2s → 2p → 3s → 3p 【思考･讨论】 分析短周期的原子结构示意图。结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。 3. 对于Na至Ar元素，第三能层的电子首先填入3s能级。填满后，继续填入3p能级，直至3p能级填满。 思考与讨论 例：从能级角度分析氯原子和K的核外电子排布 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 最外层电子数不能多于8 ✓ 1 2 当4s能级填满后，下一个电子应该填充在3d还是4p能级？请观察元素周期表的第四周期能级电子填充情况回答。 2 2 6 2 6 1s 2s 3s 2p 3p 4s 3d 能级交错 一、构造原理 1.构造原理---核外电子的填充顺序 （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，称为构造原理。 每一行对应一个能层 每一小圈对应一个能级 各圆圈之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 绝大多数原子核外电子的填充顺序符合构造原理中的能级顺序。 4f 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 7p 6d 5d 4d 3d 5f 一、构造原理 箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序，即电子按1s→2s 2p→3s 3p→ 4s 3d 4p→5s 4d 5p→ 6s 4f 5d 6p→7s 5f 6d 7p 的顺序填充。 1s； 2s 2p； 3s 3p； 4s 3d 4p； 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p； 7s 5f 6d 7p..... 羊肉串法 （2）能级交错：电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层。 一、构造原理 能级交错是指电子层数较大的某些轨道的能量反而低于电子层数较少的某些轨道能量的现象。从第4电子层开始出现此现象。 如：E4s<E3d，E5s<E4d，E6s<E4f<E5d。 实质：电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低较为稳定的状态，从而满足能量最低原理。 第四周期元素开始出现能级交错现象 （1）相同能层的不同能级的能量高低顺序: E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf) （2）不同能层的相同能级的能量高低顺序: E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s) E(2p)<E(3p)<E(4p) （3）能级交错 :不同能层间，能层序数大的能 级绮能量不一定高。 E4s < E3d，E5s < E4d，E6s < E4f < E5d 能层、能级的能量关系 能量升高 能量升高 按照构造原理填充电子就得到一个基态原子的电子排布式。 （4）符号不同的能级： ns < (n-2)f <(n-1)d <np (n≥6) (1)电子排布式的书写步骤（基态原子的电子排布式） ①能层顺序写：书写时将同一能层的排在一起 ②构造原理填电子：按照构造原理依次将电子填入能级符号右上角 ③去掉没有填充电子的能级 二、电子排布式 能级上填充的电子数 能级 能层 例如：碳原子的电子排布式 1s2 2s2 2p2 书写按能层次序：1s→2s2p→3s3p3d→4s4p4d4f→ 电子填充按构造原理：1s→2s2p→3s3p→4s3d4p 请根据构造原理,写出1到7号的核外电子排布式： 1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2  氢　氦　　锂　　铍　　　 硼　　　 碳 当堂检测 请根据构造原理,写出17号到26号Fe的核外电子排布式： 请根据构造原理,写出29号到32号原子的核外电子排布式： 书写按能层次序：1s→2s2p→3s3p3d→4s4p4d4f→ 电子填充按构造原理：1s→2s2p→3s3p→4s3d4p 同能级移到一起 例题：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。 2、根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式 ①2He：____； ②8O：_________； ③10Ne：_________； ④14Si：______________； ⑤18Ar：______________； ⑥19K：_________________； ⑦21Sc：__________________； ⑧27Co：___________________。 ＜ ＜　 ＜ 1s2 1s22s22p4 1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d74s2 ⑨24Cr： ；⑩29Cu： 。 1s22s22p63s23p63d44s2 1s22s22p63s23p63d94s2 1s22s22p63s23p63d54s1 当堂检测 三、简化电子排布式的书写 (3)简化电子排布式的书写 ［上周期稀有气体元素符号］+余下电子排布 如： Na：1s22s22p63s1 钠的内层电子排布与前一周期的稀有气体元素Ne的核外电子排布相同，+余下1个电子排布， 带有原子实的电子排布式称为简化电子排布式。 稀有气体的原子序数非常重要！ [Ne]也称为原子实，表示的是Ne的核外电子排布。 Ne电子排布式： 1s22s22p6 Na 简化电子排布式为： [Ne]3s1 1. 电子排布式可以简化，如钠的电子排布式可简化为[Ne]3s1。 试问: [Ne]的意义是什么？仿照该式，写出下列基态原子的简化电子排布式 ①14Si：______________； ②19K：_________________； ③21Sc：_____________； ④26Fe：_______________。 [Ne]3s23p2 [Ar]4s1 [Ar]3d14s2 [Ar]3d64s2 [Ne]表示内层电子已达到稀有气体Ne结构的部分，可称为原子实。 带有原子实的电子排布式称为简化电子排布式。 当堂检测 观察11至18号元素的电子排布式有什么规律？ Na Mg Al Si P S Cl Ar 1s22s22p63s1 1s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p3 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s1 简化 [Ne]3s1 [Ne]3s2 [Ne]3s23p1 [Ne]3s23p2 [Ne]3s23p3 [Ne]3s23p4 [Ne]3s23p5 简化电子排布式 价层电子排布式 价层电子，决定元素的化学性质。 四、价电子排布式 价层电子排布式 3s1 3s2 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 IA族、IIA族、过渡元素的原子实外的电子是价层电子 通常,元素周期表只给出价层电子排布。 为突出化合价与电子排布的关系，在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层。 如Na的简化电子排布式 [Ne]3s1，价层电子排布为3s1。 价电子的位置： 价电子 对于主族和零族：价电子就是最外层电子 四、价电子排布式 ①主族、0族： 最外层电子 ②副族和第VIII族（过渡元素）： 最外层电子和次外层电子 写出第4周期元素价电子排布式 4s1 4s2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 价层电子 主族元素：最外层 副族元素：3d+最外层 0族元素：ns2np6或1s2 4s2 4p6 4s2 4p5 4s2 4p4 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 3d14s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d54s2 3d10 4s2 3d10 4s1 3d8 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 价电子排布式：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)。原子实外的电子称为价层电子，决定元素的化学性质。 1. 请写出26Fe、33Ga的价层电子排布。 26 Fe 31Ga 基态电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s24p1 简化电子排布式： [Ar]3d64s2 [Ar] 3d104s24p1 价层电子排布式： 3d64s2 4s24p1 四、价电子排布式 例. 写出下列基态原子的价层电子排布式： ① 8O： ______________； ②14Si： _______________； ③19K： ______________； ④21Sc：_______________； ⑤26Fe： ______________； ⑥33As：_______________。 2s22p4 3s23p2 4s1 3d14s2 3d64s2 4s24p3 当堂检测 五、全满、半满电子排布式 注意：有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布式分别为3d54s1和3d104s1 。 可见构造原理是被理想化了的。 全满、半满 当p、d、f 能级处于全空p0、d0、f0 、全充满p6、d10、f14 或半充满状态p3、d5、f7 时，能量相对较低，原子结构较稳定。 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 半充满结构，能量更低更稳定 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 全充满结构，能量更低更稳定 离子电子排布式： 如Na+ 的电子排布式 Na：1s22s22p63s1 Na+： 1s22s22p6 六、离子电子排布式 (2)原子得到电子时，一般总是填充在最外能层未填满的能级上。 原子得电子----阴离子 得到的电子一般填充在最外能层的能级上。 (1)原子失去电子：总是从外层向里层依次失去电子----阳离子。 原子失去电子---阳离子 ①主族元素只失去最外层电子。 ②过渡元素的原子先失去最外层电子，可能还会失去次外层电子。 S2− 的电子排布式 S：1s22s22p63s23p4 S2−： 1s22s22p63s23p6 Fe3+ ：1s22s22p63s23p63d5 Cu2+ ：1s22s22p63s23p63d9 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 Cu+ ：1s22s22p63s23p63d10 六、离子电子排布式 Cl：1s22s22p63s23p5 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 练习：写出 Cl- 和 Fe2+ 和Fe3+和Cu+和Cu2+ 的电子排布式 Cl-： 1s22s22p63s23p6 Fe2+：1s22s22p63s23p63d6 【思考】为什么Fe3+更稳定，Fe2+性质活泼？ Fe3+处于半充满，较稳定 [Ar]3d64s2 [Ar]3d6 [Ar]3d5 例.根据构造原理，写出下列基态离子的核外电子排布式： ① 1H− ： _______________； ② 8O2−： ____________________； ③12Mg2+： _____________； ④26Fe3+： ____________________； ⑤26Fe2+： ________________； 1s2 1s22s22p6 1s22s22p6 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p63d6 当堂检测 构造原理与 电子排布式 能级交错 Cr、Cu不适用 按能层顺序 总结 1 氢 H 2 氦 He 3 锂 Li 4 铍 Be 5 硼 B 6 碳 C 7 氮 N 8 氧 O 9 氟 F 10 氖 Ne 请写出1-36号元素基态原子的电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布式。 11 钠 Na 12 镁 Mg 13 铝 Al 14 硅 Si 15 磷 P 16 硫 S 17 氯 Cl 18 氩 Ar 31 镓Ga： 32 锗Ge： 33 砷As： 34 硒Se： 35 溴Br： 作业 19 钾 K 20 钙 Ca 21 钪Sc： 22 钛Ti： 23 钒V： 24 铬Cr： 25 锰Mn： 26 铁Fe： 27 钴Co： 28 镍Ni： 29 铜Cu： 30 锌Zn： 书写能层能级顺序:1s→2s2p→3s3p3d→4s4p4d4f 电子填充顺序：1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p- 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 简化电子排布式 价电子排布式 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s22s1 4 铍 Be 1s22s2 5 硼 B 1s22s22p1 6 碳 C 1s22s22p2 7 氮 N 1s22s22p3 8 氧 O 1s22s22p4 9 氟 F 1s22s22p5 10 氖 Ne 1s22s22p6 1s1 1s2 或[He] [He]2s1 2s1 [He]2s2 2s2 [He]2s22p1 2s22p1 [He]2s22p2 [He]2s22p3 [He]2s22p4 2s22p2 2s22p3 2s22p4 [He]2s22p5 [He]2s22p6 2s22p5 2s22p6 1s1 1s2 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 简化电子排布式 价电子排布式 11 钠 Na 1s22s22p63s1 12 镁 Mg 1s22s22p63s2 13 铝 Al 1s22s22p63s23p1 14 硅 Si 1s22s22p63s23p2 15 磷 P 1s22s22p63s23p3 16 硫 S 1s22s22p63s23p4 17 氯 Cl 1s22s22p63s23p5 18 氩 Ar 1s22s22p63s23p6 19 钾 K 1s22s22p63s23p64s1 20 钙 Ca 1s22s22p63s23p64s2 [Ne]3s1 3s1 [Ne]3s2 [Ne]3s23p1 [Ne]3s23p2 [Ne]3s23p3 [Ne]3s23p4 3s2 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 [Ne]3s23p5 [Ne]3s23p6 [Ar]4s1 [Ar]4s1 3s23p5 3s23p6 4s1 4s2 或[Ar] 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 简化电子排布式 价电子排布式 21 钪 Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 22 钛 Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 23 钒 V 1s22s22p63s23p63d34s2 24 铬 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 25 锰 Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 26 铁 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 27 钴 Co 1s22s22p63s23p63d74s2 28 镍 Ni 1s22s22p63s23p63d84s2 29 铜 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 30 锌 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 [Ar]3d14s2 [Ar]3d24s2 [Ar]3d34s2 [Ar]3d54s1 [Ar]3d54s2 [Ar]3d64s2 [Ar]3d84s2 [Ar]3d104s1 [Ar]3d104s2 [Ar]3d74s2 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布 简化电子排布式 价电子排布式 31 镓 Ga 1s22s22p63s23p63d104s24p1 32 锗 Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 33 砷 As 1s22s22p63s23p63d104s24p3 34 硒 Se 1s22s22p63s23p63d104s14p4 35 溴 Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5 36 氪 Kr 1s22s22p63s23p63d104s24p6 [Ar]3d104s24p1 [Ar]3d104s24p2 4s14p1 4s24p2 [Ar]3d104s24p3 [Ar]3d104s24p4 [Ar]3d104s24p5 [Ar]3d104s24p6 4s24p3 4s24p4 4s24p5 4s24p6 或[Kr] $