1.1.5 基态原子的核外电子排布规则 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基态原子核外电子排布规则，从能层、能级、轨道数表格导入，发现“每个轨道最多2电子”现象，结合斯特恩-盖拉赫实验等史料提出电子自旋猜想，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点是以实验史料支撑概念建构，通过“思考与讨论”引导学生书写C/N/F轨道表示式，培养科学思维与探究能力。小结整合三大规则及表示方法，助力学生深化微观认知，教师可直接用于教学提升效率。

组织建设 第一节　原子结构 第一章 原子结构与性质 课时5 基态原子核外电子排布规则 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 容纳的最多电子数 K 1s 1 1s 2 L 2s 1 2s 2 2p 3 2px、2py、2pz 6 M 3s 1 3s 2 3p 3 3px、3py、3pz 6 3d 5 …… …… N 4s 1 4s 2 4p 3 4px、4py、4pz 6 4d 5 …… …… 4f 7 …… …… 发现：每一个原子轨道允许容纳2个电子 为什么呢？ 教学引入 【资料卡片】 在斯特恩-盖拉赫实验中发现了银原子束经过不均匀磁场，产生了偏转，并最终在屏幕垂直方向上，形成了两个上下对称的非连续分布。 只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线 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年乌伦贝克和哥德斯密提出：电子除空间运动状态外，还有一种运动状态叫自旋。 教学引入 一、核外电子排布规律 1、电子自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。 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，它们自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。 2、取向与表示方法：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。 教学内容 一、核外电子排布规律 3、泡利原理 ①自旋是粒子普遍存在的一种内在属性，如电荷、质量一样的。 ②遵循泡利原理的核外电子排布方式是相对稳定的。 填多少 通过前面的学习，我们知道：核外电子排布在原子轨道中，电子在原子轨道中的排布应该如何直观表示？ 教学内容 4、电子排布的轨道表示式(又称电子排布图) 1s22s22p4 O ①在轨道表示式中，用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，不同能级中的方框要分开。 ②通常在方框上方或下方标记能级符号。 ②用箭头表示自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋平行。 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s 2s 2p 1s 2s 2p 自旋平行 电子对 单电子 教学内容 电子排布式给出了基态原子的核外电子在能层和能级中的排布，而轨道表示式还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。 1s22s22p63s1 Na 能级上下错落表达能量的高低 H 1s1 He 1s2 ↑ 1s ↓ 1s H 或 H ↑↓ 1s ↑↑ 1s ↓↓ 1s He ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 3s Na 4、电子排布的轨道表示式(又称电子排布图) 教学内容 【练习】请画出铝原子的轨道表示式 铝原子外层有 个电子对，有 个单电子。 电子有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。 13 1 7 6 空间运动状态数=原子轨道数（电子的空间运动状态与原子轨道有关） 运动状态数=电子数 (一个原子中不可能存在运动状态相同的两个电子) 教学内容 8 【思考与讨论】 请同学们尝试书写6、7、9号元素的基态原子的电子排布式和轨道表示式。 1s22s22p2 C 1s22s22p3 N 1s22s22p5 F ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s 2s 2p ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ 2p 2p 2p 哪种排布结果更符合实际呢？ 教学内容 5、洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行，称为洪特规则。 弗里德里希·洪特 例如：2p3的电子排布图 注意： ①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。 ②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的, 并不适用于电子填入能量不同的轨道。 怎么填 √ × × 教学内容 在简并轨道上的电子排布处在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f14 半充满:p3、d5、f7 全空:p0、d0、f0 洪特规则特例(光谱实验发现) 教学内容 11 例如Cr和Cu的价电子排布均不符合构造原理 24Cr ↑ 4s ↑ ↑ ↑ 3d ↑ ↑ 4s 3d 29Cu ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ 4s ↑ ↑ ↑ 3d 只有一组全满的简并轨道 有两组半满的简并轨道 只有一组全满的简并轨道 有一组全满、一组半满的简并轨道 教学内容 ↑↓ Li Be B C ↑↓ 1s 2s ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ 1s 2s ↑ 2p ↑↓ ↑↓ 1s 2s ↑ ↑ 2p 1s 2s N O ↑↓ ↑↓ 1s 2s ↑ ↑ ↑ 2p ↑↓ ↑↓ 1s 2s ↑ ↑ ↑ ↓ 2p F Ne ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑↓ 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑↓ 第二周期元素原子的电子排布图（即轨道表示式） 教学内容 在构建原子时，电子将尽可能地先占据能量低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 6、能量最低原理 －－自然界的普适规律 基态是能量最低状态，所以基态原子的电子排布是能量最低的原子轨道组合。 E(4s)＜ E(3d)……（构造原理） 教学内容 思考与讨论 1、为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1? 2、为什么基态氮原子的轨道表示式是 ，而不是 ? ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 不满足能量最低原理 不满足洪特规则 教学内容 原子结构 示意图 意义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例 电子排布式 意义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 实例 K:1s22s22p63s23p64s1 简化电子 排布式 意义 为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体结构的部分 以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 实例 K:[Ar]4s1 二、原子核外电子排布的表示方法 价电子 排布式 意义 主族元素的价层电子指最外层电子,价层电子排布式即外围电子排布式， 副族元素还包括次外层的d电子及次次外层的f电子 实例 Al：3s23p1 ; Cu：3d104s1 轨道表示式 电子排布图 意义 每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子 实例 Al 教学内容 原子核外电子排布 遵循的原理和规则 原子核外电子排布 的表示式 能量最低原则 泡利不相容原理 洪特规则 电子排布式、价电子排布式 电子排布图 原子结构示意图 全满、半满、全空相对稳定 课堂小结 1、下列叙述正确的是(　　) A. [Ar]3d64s2是基态铁原子的电子排布 B. 铬原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5 C. 铜原子的外围电子排布式是3d94s2 D. 氮原子的电子排布图是 A　　　 2、下列关于硅原子的核外电子排布表示方法中,错误的是(　　) A. 1s22s22p63s23p2 B. [Ne]3s23p2 C. D. C 教学巩固 3、写出5、6、7、8、9号元素的核外电子排布式。并说明各主族元素最外层电子中成对电子对的数目、未成对电子数目和它占据的轨道。 B: 1s22s22p1　 C: 1s22s22p2　 N: 1s22s22p3　 O: 1s22s22p4　 F: 1s22s22p5　 成对电子对的数目:2　未成对电子数:1　未成对电子占据的轨道:2p 成对电子对的数目:2　未成对电子数:2　未成对电子占据的轨道:2p 成对电子对的数目:2　未成对电子数:3　未成对电子占据的轨道:2p 成对电子对的数目:3　未成对电子数:2　未成对电子占据的轨道:2p 成对电子对的数目:4　未成对电子数:1　未成对电子占据的轨道:2p 教学巩固 $