1.1.2 构造原理和电子排布式 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和电子排布式核心知识点，课堂导入通过“温故知新”回顾能层与能级概念，以“电子如何填入能级保证基态”设问衔接，结合H到Ca等元素实例逐步构建填充顺序，形成从已知到未知的学习支架。 其亮点是以原子光谱事实为依据（科学探究），通过K的4s¹、Cr的3d⁵4s¹等实例进行证据推理（科学思维），设计问题链和对比表格帮助建模。学生能结构化掌握知识，教师可借助实例和问题提升教学效率。

第一节 原子结构 第一章 原子结构与性质 老刘化学 人教版·选择性必修2 第2课时 构造原理和电子排布式 我们已经知道原子核外电子是距离原子核由近及远、能量由低到高分层排布。如1-18号原子核外电子分层排布的原子结构示意图： 温故知新 温故知新 核外电子按能量不同分成能层。电子的能层由内向外排序。 同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分成不同能级。 能层（n） 一 二 三 四 五 符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 表示能级符号 表示能层序数 基态原子是处于最低能量状态的原子。 电子如何填入核外的不同能级以保证原子处于基态呢？ 有可遵循的填入顺序吗？ 一、构造原理 1936 年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。 从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序。 每一行对应一个能层。 每一小圈对应一个能级。 各圆圈件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。 一、构造原理 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 一、构造原理 对于Li至Ne元素，在1s能级填满后，电子依次填入2s、2p能级，直至2p能级填满。 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 2 6 一、构造原理 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。 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 一、构造原理 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 当4s能级填满后，下一个电子应该填充在哪个能级？ 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。 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 3d 能级交错 一、构造原理 K 1s L 2s 2p M 3s 3p 3d N 4s 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s 7p 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 能级交错 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 一、构造原理 【注意】从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序： 能级交错：随着电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，电子是按3p→4s→3d的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 3d 5s 5p 4d 6s 5d 4f 6p 7s 6d 5f 7p ns→(n-2)f→(n-1)d →np 二、电子排布式 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。 H 1s1 能层 能级 容纳电子数 二、电子排布式 根据构造原理，写出1～10号元素原子的电子排布式。 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s2 2s1 4 铍 Be 1s2 2s2 5 硼 B 1s2 2s22p1 6 碳 C 1s2 2s22p2 7 氮 N 1s2 2s22p3 8 氧 O 1s2 2s22p4 9 氟 F 1s2 2s22p5 10 氖 Ne 1s2 2s22p6 二、电子排布式 根据构造原理，写出11～18号元素原子的电子排布式。 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 11 钠 Na 1s2 2s22p6 3s1 12 镁 Mg 1s2 2s22p6 3s2 13 铝 Al 1s2 2s22p6 3s23p1 14 硅 Si 1s2 2s22p6 3s23p2 15 磷 P 1s2 2s22p6 3s23p3 16 硫 S 1s2 2s22p6 3s23p4 17 氯 Cl 1s2 2s22p6 3s23p5 18 氩 Ar 1s2 2s22p6 3s23p5 Ne 1s22s22p6 [Ne]3s1 简化 [Ne]3s23p5 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。 二、电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 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 根据构造原理，写出19～18号元素原子的电子排布式。 3d1 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 3d2 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d3 4s2 4s1 4s2 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d4 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d5 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d6 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d7 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 3d8 4s2 3d5 4s1 × 能级低的写在左边而不是按照构造原理顺序写 不符合构造原理 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。 [Ar] 3d5 4s1 二、电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 29 铜 Cu 30 锌 Zn 31 镓 Ga 32 锗 Ge 33 砷 As 34 硒 Se 35 溴 Br 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s2 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 1s2 2s22p6 3s23p6 根据构造原理，写出19～18号元素原子的电子排布式。 3d10 4s1 × 3d9 4s2 3d10 4s24p1 3d10 4s24p2 3d10 4s24p3 3d10 4s24p4 3d10 4s24p5 3d10 4s24p6 不符合构造原理 [Ar] 3d104s2 [Ar] 3d104s24p1 二、电子排布式 钠和镁的基态原子的电子排布式分别为[Ne]3s1和[Ne]3s2，请找出与它们的化合价相关的电子。 钠：[Ne]3s1 镁：[Ne]3s2 与化合价有关 在化学反应中可能发生电子变动的能级。 价电子层： 如：Cl的简化电子排布式为[Ne]3s23p5，其价电子排布式为 3s23p5 ； Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，其价电子排布式为3d64s2 。 观察上述价层电子排布式，可以发现，主族元素和过渡元素的价电子层的特征为： 主族元素的价层电子数为该原子的最外层电子数； 过渡元素的价层电子数为除最外层电子外，还可包括次外层电子。 二、电子排布式 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 二、电子排布式 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 7s27p6 ns2np6 表示内层电子排布以达到稀有气体结构的部分（可称为原子实） [He] 2s22p4 [Ne] 3s23p2 [Ar] 3d104s1 Na:3s1 Al :3s23p1 Cl :3s23p5 Mn: 3d5 4s2 Br:4s24p5 二、电子排布式 简化电子排布式： P原子结构示意图: 电子排布式： 价电子排布式： P电子式： P 1s22s22p63s23p3 [Ne] 3s23p3 3s23p3 注意辨析基本概念 科学史话 人应该有激情，但也要有驾驭激情的能力。 ——玻尔 老刘化学 人教版·选择性必修2 $