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，通过太阳光谱发现氦元素、烟花与LED灯等实例导入，连接微观电子能级填充与宏观元素周期系、光谱现象，搭建“微观电子排布→宏观性质”的学习支架。 其特色在于以光谱实验事实为基础，体现“实验→理论→模型”的科学路径，培养科学态度与责任。通过“三步法”书写电子排布式，结合能级交错本质分析与过渡元素实例，发展科学思维中的模型建构能力。学生能深化微观认知，教师可依托结构化内容提升教学效率。

第一节 原子结构 构造原理与电子排布式 核心素养目标 宏观辨识与微观探析 能从微观层面理解构造原理的电子填充顺序，掌握电子排布式的书写规则，明确电子排布式与原子微观结构的对应关系； 能关联微观的电子能级填充（如能级交错）与宏观的元素周期系排布、原子光谱特征，建立 “微观电子排布→宏观元素性质、光谱现象” 的认知逻辑。 变化观念与平衡思想 理解电子在不同能级间的填充（构造原理）和跃迁是能量驱动的动态过程，认识基态→激发态的电子跃迁伴随能量吸收、激发态→基态伴随能量释放的变化规律； 体会电子排布的 “能级交错” 现象是原子内部能量最低原理的体现，形成 “结构变化与能量平衡” 的化学观念。 科学态度与社会责任 了解构造原理的建立基于光谱实验事实，体会 “实验→理论→模型” 的科学研究路径，认同理想化模型在科学进步中的价值。 学习重难点 重点 1.构造原理的内容，电子填入能级的顺序； 2.基态原子电子排布式（含简化式）的书写规则； 3.能级交错现象的理解。 难点 1.能级交错的本质（能量最低原理的体现）； 2.过渡元素电子排布式的正确书写； 3.构造原理作为 “理想化模型” 的辩证认识。 课前导入 同学们，1868 年天文学家通过分析太阳光谱中的暗线（夫琅禾费线），发现了当时地球上还未被发现的氦元素；而节日里绚烂的烟花、日常使用的 LED 灯，其色彩也源于原子内部电子的‘跳跃’。这些现象背后，都藏着原子电子排布的规律。今天我们就来学习构造原理与电子排布式，解锁原子电子‘入住’能级的顺序，用化学语言精准描述原子的微观结构。 构造原理 01 回顾一下：能层与能级 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ...... 最多容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 ....... 电子总数 2 8 18 32 ...... 构造原理 1.内容 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。 如图为构造原理示意图： 每一行对应一个能层 每个小圆圈表示一个能级 箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序 构造原理示意图 构造原理 构造原理是以光谱学事实为基础得出的一个思维模型，是经验的，而非任何理论推导的结果。 根据构造原理，绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d…… 并非全部，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分别为3d54s1和3d104s1 构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，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的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 构造原理 一般规律为ns→(n-2)f→(n-1)d→np，在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序写。 多电子原子中： （1）E(K)＜ E(L)＜ E(M)＜ E(N)＜ E(O)＜ E(P)＜ E(Q) （2）E(ns)＜ E(np)＜ E(nd)＜ E(nf)…… （3）当n=4、5时 ns→(n-1)d→np （4）当n=6、7时 ns→(n-2)f→(n-1)d→np 根据构造原理，在多电子原子中，电子最后填入的能级不一定是原子最外能层上的能级。 构造原理 为什么原子核外最外层电子数目不超过8（K能层为最外层时不超过2），次外层电子数目不超过18？ 依据构造原理，新增电子的填入顺序为1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→ 4d→5p→6s→4f→5d→6p……当电子排满np能级后，接着进入的是(n+1)s能级而不是nd能级，当 nd能级上有电子时，(n+1)s能级上已经填充电子，n能层已不是最外层，所以原子核外最外层电子数不超过8。若最外层是第n层，次外层就是第(n-1)层。由于电子填充顺序为 np→(n+1)s→(n-1)f，在第(n+1)层出现前，次外层只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上可能有电子，这三个能级共有9个轨道，最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18。 电子排布式 02 电子排布式 1.电子排布式的含义 电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 例如，从氢到碳的基态原子的电子排布式如下： 1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2  氢　 氦　 锂　　 铍　　　 硼　　　 碳 能层序数 能级 能级上填充的电子数 电子排布式 2.电子排布式的书写 （1）按照构造原理写出电子填入能级的顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d....... “三步法”书写基态原子电子排布式 （2）分析基态原子的核外电子数，根据各能级容纳的电子数填充电子： 如基态Fe原子的核外电子数为26，电子填充顺序为1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2 →3d6。 （3）去掉空能级，并按能层顺序书写： Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 一般情况下，能层低的能级写在左边，而不是按构造原理顺序书写 电子排布式 结构示意图与电子排布式的关系： 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 钙Ca： +20 2 8 8 2 电子排布式 3.简化电子排布式 在多电子原子中，原子核及内层电子中已经达到稀有气体元素原子的电子层结构的部分组成原子实，原子实可以用相应的稀有气体元素符号加中括号来表示。 如Na的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹，其中第一、二能层与Ne(1s²2s²2p⁶)的核外电子排布结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。 各部分表示的意义如下： [Ne] 3s1 上周期稀有气体的元素符号 该原子的价层电子排布式 电子排布式 4.基态离子的电子排布式 先写出基态原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。 （1）阳离子 对于主族元素的基态原子来说，原子失去电子时，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子，如Fe失电子的情况及对应电子排布式如图所示： Fe Fe2+ Fe3+ [Ar]3d64s2 [Ar]3d6 [Ar]3d5 失2e- 失e- 失2e- 失2e- 电子排布式 （2）阴离子 原子得到电子时，一般是填充到最外层未填满的能级上，如基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，基态s2-的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。 5.价层电子排布 （1）价层：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，这些电子称为价层电子。主族元素的最外层电子就是价层电子；副族元素的价层电子除最外层电子外，还可能包括次外层的部分电子，甚至倒数第三层的部分电子。 电子排布式 （2）价层电子排布：又称特征电子构型，直观地反映基态原子的能层数、可能参与成键的电子数以及最外层电子数。例如Fe的价层电子排布为3d64s2。 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N 11 钠 Na 13 铝 Al 24 铬 Cr 26 铁 Fe 1s2 2s22p6 3s23p6 3d6 4s2 1s2 2s22p6 3s1 1s2 2s22p6 3s23p1 1s2 2s22p6 3s23p6 3d5 4s1 简化电子排布式 【Ne】3s1 【Ne】3s23p1 【Ar】3d5 4s1 【Ar】3d6 4s2 价层电子排布式 3s1 3s23p1 3d5 4s1 3d6 4s2 电子排布式 Li 1s22s1 [He] 2s1 O 1s22s22p4 [He] 2s22p4 F 1s22s22p5 [He] 2s22p5 Si 1s22s22p63s23p2 [Ne] 3s23p2 P 1s22s22p63s23p3 [Ne] 3s23p3 K 1s22s22p63s23p64s1 [Ar] 4s1 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar] 3d54s1 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 [Ar] 3d104s2 2s1 2s22p4 2s22p5 3s23p2 3s23p3 4s1 3d54s1 3d104s2 价电子的位置 主族、零族元素： 最外层电子。 副族和第VIII族元素：价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子 课堂总结 原子核外电子排布 构造原理 电子排布式 实质：各能级的能量高低顺序 能级交错 概念、书写方法 价层电子排布式 简化电子排布式 随堂测试 1.构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是( ) A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) B 2.以下电子排布式是基态原子的电子排布的是( ) ①1s12s1　②1s22s12p1　③1s22s22p63s2　④1s22s22p63s23p1 A.①② B.①③ C.②③ D.③④ D 随堂测试 3.A、B、C、D是四种短周期元素。A、B、C同周期，C、D同主族， A的原子结构示意图为 ，B是同周期除稀有气体外半径最大的 元素，C的最外层有五个电子。回答下列问题： (1)A为____(写出元素符号，下同)。 (2)B为_____，简化电子排布式是________。 (3)C为___，核外电子排布式是______________。 (4)D为___，价层电子排布式是______。 Si Na [Ne]3s1 P 1s22s22p63s23p3 N 2s22p3 随堂测试 4.判断正误 (1)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (4)2px、2py、2pz的能量相等( ) (5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( ) (6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2( ) × × × × √ × 随堂测试 5.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：_________________； ⑦24Cr：__________________； ⑧27Co：___________________。 1s2 1s22s22p4 1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d74s2 THE END 谢谢 $