第1章 第1节 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道-【成才之路·学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步新课程学习指导(人教版)

学案及练案部分 参芳答案 [学案部分] 第一章原子结构与性质 子跃迁产生光子与入射光子具有相关性，即入射光与辐射光 的相位相同，如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用 第一节原子结构 其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量，那么产生 的光就是激光，与电子跃迁有关，D不符合题意。 对点训练2：C3p2表示3p能级上有2个电子，故A错误：处于 第1课时 能层与能级基态与激发态 原子光谱 最低能量的原子叫基态原子，故B错误；钠和钾的原子结构不 同，电子由能量高的激发态，跃迁到能量低的激发态乃至基态 学习任务一 时，所释放的能量不同，导致放出的光的光波不同，因而形成 一、必备知识 不同的颜色，故C正确；第四周期主族中金属元素从左到右， 2.(1)能量KLMN0PQ 元素的金属性依次减弱，但过渡元素不一定符合，如Z的金 (2)由近到远由低到高 属性比Cu强，故D错误。故选C。 3.(2)sp、d,f(3)①等于3s3p3d②二倍 课堂素养评价 二、自学辨析 1.C①玻尔原子结构模型于1913年提出；②“葡萄干布丁”模 1.×提示：能层是电子层。 型是由汤姆孙于1904年提出；③量子力学模型于20世纪20 2.×提示：L层只有sP能级。 年代中期提出；④道尔顿原子论于1803年提出；⑤核式模型 3.×提示：最多容纳10个电子。 由卢瑟福于1911年提出；故按提出时间的先后顺序排列正确 4.V5.V 的是④②⑤①③. 三、课堂探究 :2.D第一层的能级上只有s,A错误：第二层的能级为s、p,B错 典例1：C能层序数=能级数，故M层有3s、3p、3d三个能级，A 误：第三层的能级为s、p、d,C错误：第四层的能级为s、p、d、f, 项错误；d能级最多容纳10个电子，f能级最多容纳14个电D正确。 子，但第三能层并没有f能级，B项错误；K层只有s能级，D3.C激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确；电子从较低能 项错误。 量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生原子光谱，D 对点训练1：AK层只有1个能级，为1s,最多容纳2个电子；L 不正确。 层有2个能级，分别为2s、2p,2p最多容纳6个电子：从M层 开始有d能级，3d能级最多容纳10个电子，故A正确；s能级 4. 均最多容纳2个电子，故B错误；L层没有2d能级，故C错 (2)①吸收发射 误；N层开始有f能级，即4f,第三能层没有f能级，故D错误。 学习任务二 【解析】(2)由于能量：3s<3p<3d,则钠原子的能量最低的 情况是①；由于能量①<②，所以若将钠原子从①转化为②， 一、必备知识 则会吸收能量；因为能量③>①，所以将钠原子从③转化为 1.(1)最低能量(2)吸收较高 ①，则会产生发射光谱。 2.(1)跃迁(2)吸收光谱发射光谱 (3)原子光谱元素 第2课时构造原理与电子排布式 二、自学辨析 电子云与原子轨道 1.×提示：电子由基态跃迁至激发态吸收能量，由激发态跃迁 至基态释放能量。 学习任务一 2.×提示：都与原子核外电子跃迁释放能量有关 一、必备知识 3.×提示：因为从1s一3p能级，要吸收能量，通过光谱仪可观1.(1)光谱学事实 能级(2)能层能级 察到的是吸收光谱。 (3)3p3d4s 4.×提示：吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 2.能层序数能级上排布的电子数能级符号 三、课堂探究 (1)右上能层1s22s22p3s23p 典例2：C节日燃放的烟花中含有不同的金属元素，当金属元 (2)[He]2s22p3、[Ar]4s2 素在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的 (3)价电子层价层电子排布3d4s 轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子二、自学辨析 是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能1.×提示：从构造原理示意图中可以看出存在一些不同能层 量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有 的能级交错现象。例如，E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)等。 关，A不符合题意；LED灯发光是原子的发射光谱，与原子核2.×提示：电子填充时是按照能级能量由低到高的顺序填 外电子发生跃迁有关，B不符合题意；林间的丁达尔现象是胶：充的。 体粒子对光线的散射作用，与电子跃迁无关，C符合题意；电3.×提示：K的价层电子排布式为4s。 -157 三、课堂探究 4.(1)①1s22s22p3s23p2②1s22s22p(2)Br(3)M3 典例1：B根据构造原理，各能级填充的电子的能量由小到大 (4)[Ar]3d4s24p3四VA 的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s…,A项和D项正确 顺序应为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);对于不同能层的 第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理 相同能级，能层序数越大，能量越高，其正确顶序为E(4s)> E(3s)>E(2s)>E(1s),C项错误；E(3d)>E(4s)>E(3p)> 学习任务一 E(3s)符合构造原理，B项正确。 一、必备知识 对点训练1：DN是7号元素，位于第二周期第VA族，原子的1.(1)顺时针逆时针(2)2相反 电子排布式是122s22p,故A正确；Ar是18号元素，位于第2.单独分占平行 三周期0族，原子的电子排布式是1s22s22p3s3p°，故B正3.能量最低的原子轨道 确：Na是11号元素，位于第三周期第IA族，原子的电子排二、自学辨析 布式是1s22s22p3s,而Na是Na原子失去最外层一个电子1.×提示：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中 形成的，所以Na的电子排布式是1s22s22p°，故C正确；C是 的电子总是优先单独占据一个轨道。 1门号元素，位于第三周期第MA族，原子的电子排布式是2.×提示：违背了泡利原理，每个轨道最多可容纳2个电子，P 1s22s22p3s23p,而C1是C1原子得到一个电子形成的，所以 轨道最多容纳6个电子。 C的电子排布式为1s22s22p3s23p,故D不正确。 3.×提示：违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨 对点训练2：(1)1s22s22p3s23p[Ne]3s23p43s23p; 道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋 1s22s22p3s23p3d'4s2[Ar]3d4s23d4s2 平行。 (2)1s22s22p3s23p1s22s22p3s23p1s22s22p3s23p3d 三、课堂探究 学习任务二 典例1：A1s轨道只能容纳2个电子，Li原子的电子排布式书 写成1s3,违反了泡利原理，故①正确；氧原子的电子排布式为 一、必备知识 1s22s22p,写成1s22s23s23p2,违背了能量最低原理，故②正 1.(1)概率（2)电子在某处出现的概率概率密度 确；基态硼原子电子排布式为1s22s22p,电子排布式为 (3)空间运动(4)空间运动状态 1s22s23s的硼原子一定处于激发态，故③正确，故选A。 2.(1)一个空间运动状态 (2)1357球形哑铃形 对点训练1：Ad能级上有5个轨道，最多容纳10个电子，半充 满状态时，d能级上有5个电子。Fe3的电子排布式为 二、自学辨析 1.×提示：电子云图中的点表示的不是电子。 [Ar]3d,符合半满，A符合题意；K+的电子排布式为 2.V3.V 1s22s22p°3s23p,d轨道全空，B不符合题意；Cu的电子排布 4.×提示：不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，半径 式为[Ar]3do,d轨道全满，C不符合题意；Br的电子排布式 不同。 为[Ar]3d4s24p,d轨道全满，D不符合题意。 5.×提示：s轨道没有伸展方向。 学习任务二 三、课堂探究 典例2：D电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我 、 必备知识 们常说的原子轨道图，A项错误；3p表示3印能级中容纳了两2.原子轨道电子对 个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形， :3.1个轨道1个电子及其自旋状态2个自旋相反的电子 C项错误；P能级的原子轨道图呈哑铃形，有PP,P.3个伸 二、自学辨析 展方向，并且互相垂直，D项正确。 1.× 提示：基态氨原子的价电子排布式为2s22p3,价电子轨道 对点训练3：D电子在原子核外一定的空间内绕核运动，还有 2p 自旋运动，不能准确测定位置和速度，A错误；p能级的能量 表示式为1↑↑1 不一定比s能级的能量低，如2p的能量大于1s,B错误；2p、2.V√ 提示：遵循的是洪特规则。 2p,、2p.轨道相互垂直、能量相等，C错误；基态i原子电子排 2s 布1s22s,最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形，D3.× 提示：基态碳原子的轨道表示式为可 正确。 2p 课堂素养评价 1.C基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p3s23p3d4s2,C项 ↑ ,存在2个单电子。 错误。 三、课堂探究 2.A根据构造原理可知，原子核外电子填人能级的顺序为1s一 典例2：D根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分 2s-→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→ 占且自旋平行，该电子排布式违反了洪特规则，故A正确；原 6p一7s一5f…A项不符合客观事实。 子的电子排布式由1s22s22p33s→1s22s22p4,电子由3s能级 3.As能级的电子云呈球形，故A正确：现在的技术无法测定 跃迁入2p能级，释放能量，能产生发射光谱，故B正确；相同 电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动 轨道中两个电子的自旋方向应相反，该轨道表示式违反了泡 状态，故B错误；3d表示3d能级有3个电子，故C错误；M能 利不相容原理，故C正确：基态Cr原子电子排布式为 层中有s、P、d能级，有9个原子轨道，故D错误。 1s22s22p3s23p34s,故D错误。 158004 对点训练2：(2025·浙江省绍兴市柯桥区高二期末)下列说法正确的是 A.3p2表示3p能级上有两个轨道 B.处于最高能量的原子叫基态原子 C.钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关 D.第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱 课堂素养评价 1.下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是 ①玻尔原子结构模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子论⑤核式模型 A.①③②⑤④ B.④②③①⑤ C.④②⑤①③ D.④⑤②①③ 2.(2025·湖南娄底高二期末)根据能量不同能层又可分为不同的能级，分别用s、P、d、「等字母表 示，以下能级符号正确的是 A.1p B.2d C.3f D.4s 3.下列关于同一原子中的基态和激发态说法正确的是 ( A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态过程中吸收能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 4.钠原子的原子序数为11，试回答下列问题： (1)写出钠的原子结构示意图： (2)钠的最外层有1个电子，若该电子分别位于①3s、②3p、③3d三种能级，则钠原子的能量最低 的情况是 (填序号)，若将钠原子从①转化为②，则会 (填“吸收”或“释 放”)能量，若将钠原子从③转化为①，则会产生 (填“吸收”或“发射”)光谱。 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[1] 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 学习目标 1.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。 2.知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。 3.知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子轨道和电子云模型来描述。 学习任务一：构造原理与电子排布式 一必备知识 1.构造原理 (1)以 为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造 原理。 (2)示意图 Q a@00000 P @@OOO →每一行对应一个 0@O →每一个小圆圈表示一个 各圆圈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 K 005 (3)能级交错①② 随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填人入下0根据构造原理电子所排的 能级顺序：1s、2s、2p、3s、 一个能层的。电子是按3p4s3d的顺序而不是按 的 3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、 6s、4f、5d、6p、7s 顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 2.电子排布式® 5f 5 5d 4f (1)表示方法：将能级上所 -np 4d 5p 量 容纳的电子数标在该 4p -3d 增 3p 能级符号的 角，并按照 从左到右的顺序排列。 3s 如基态铝原子的电子排布式为 (2)简化电子排布式 ®原子最外层电子数目不能 超过8个的原因 将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加 p 0 方括号来表示而得到的式子称为简化电子排布式。 如氨、钙的简化电子排布式分别为 (3)价层电子排布 M 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 ,通常，元素周期表只给出 根据构造原理可知，M层 以后p填充完后，优先填 如基态Fe原子的价层电子排布式为 充+1s能级，会导致n 三自学辨析 层从最外层变为次外层， 即电子最外层(s+p两能级) 1.能层越大，能级的能量一定越高。 最多为8个电子。 2.电子填充时先将里面的能层填满，再填人下一能层。 同理可知次外层电子最多 3.K的价层电子排布式为3p4s。 不超过18个(s+p+d三能 级)依次类推 三课堂探究 典例1：(2025·安徽高二期末)构造原理揭示的电子排布能级顺序， ③基态钠原子的电子排布式、 简化电子排布式和价层电 实质是各能级能量高低。若以E表示某能级的能量，以下各式中正 子排布式为 确的是 电子排布式Nals22s22p3s A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) 简化电子排布式Ne3s 价层电子排布式 3s 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) 006 要点归纳： 1.基态原子电子排布式的书写（以Fe为例） ④电子排布式规律 将同一能层的按s、p、d… 1)根据构造原理，能级交 先按能量从低到高排列 顺序排在一起 可简化为 错排列的顺序为ns→(n- Fe:1s 2s 2p3s3p4s3d Fe:1s2s2p3s3p3d4s 2Fe:[Ar]3d4s2 2)f→(n-1)d→npo 2.离子的电子排布式@ 2)判断能级能量高低的 (1)原子失去电子时，总是从能量高的能层失去电子，即失去电子 方法 的顺序是由外向里的。例如，F3+的电子排布式为 能级越高，电子能量越高 1s22s22p3s23p3d5,Fe2+和e3+的价电子排布式分别为3d 即Es)<Em)<Em)<Em 和3d。 电子的能量相同 (2)原子得到电子而形成阴离子时，得到的电子填充在最外一个 不同 相同 能层的某一个能级上。 能级 能级 相同能层 对点训练1：(2025·北京大兴区高二检测)下列各原子或离子的电 电子能量高低比较 子排布式中，不正确的是 不同能层 A.N:1s22s22p B.Ar:1s22s22p3s23p 相同的能级中，能层序数 C.Na*:1s22s22p D.Cl-:1s22s22p3s23p 越大，电子能量越高，如 E1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s 对点训练2：（2024·河南高二期末) (1)写出基态原子S和Sc的核外电子排布式、简化电子排布式和价 从第三能层开始出现能级 交错现象，能级交错排列 层电子排布。 的顺序即电子能量由低到 高的顺序，如E()<E(4 <E(5a)<E(p) (2)写出K+、S2-、Cu2+的电子排布式 学习任务二：电子云与原子轨道 一必备知识 1.电子云 (1)电子运动特点：现代量子力学指出，一定空间运动状态的电子在0电子云图中小黑点表示的 核外空间各处都可能出现，但出现的 不同。 不是电子，而是表示电子在 (2)概率密度0：用P表示 ,V表示该处的体积，则 核外空间出现的概率。 称为 ,用p表示。 体积V 概率P: 7中心概率 (3)电子云：处于一定 状态的电子在原子核外空间的概率 大于边缘 密度分布的形象化描述。 概率 (4)电子云轮廓图：表示电子云轮廓的形状，是核外电子 的形 象化描述。如s和p电子云图与电子云轮廓图分别为 s电子云图s电子云轮廓图 p电子云图p电子云轮廓图 007 2.原子轨道 (1)定义：电子在原子核外的 称为一个原子轨道。不同能层的s电子的电子 (2)各能级的原子轨道数目及电子云轮廓图® 云轮廓图形状相同，均为球 形；能层越高，s电子的电 能级 ns np nd nf 子云轮廓图半径越大。 →4 原子轨道数目 原子轨道名称 ns pxPy、P: 电子云 形状 …… 轮廓图 取向 相互垂直 … 。 同一原子的s电子的电子云 三自学辨析 轮廓图 1.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云。 p电子的原子轨道呈哑铃 形，每个p能级有3个原子 轨道，它们相互垂直，分别 2.电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少。 以PP,P表示，如图： 3.2p、4p能级的轨道数相等。 4.不同能层的s能级的原子轨道形状完全相同。 5.原子轨道都具有一定的伸展方向。 三课堂探究 典例2：(2025·合肥高二检测)如图甲是氢原子的1s电子云图（即 概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、P能级的电子云轮廓图。下 列有关说法正确的是 p能级中同轨道最多容纳2 个电子，共3个轨道最多 容纳6个电子 甲 丙 A.电子云图（即概率密度分布图）就是原子轨道图 B.3p2表示3p能级中有两个原子轨道 目原子中不存在运动状态完 C.由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 全相同的两个电子，原子的 电子运动状态数等于电 D.由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 子数。 要点归纳：原子轨道的数目与能量© 1.原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目=n2。 2.同一能层中，不同能级的原子轨道的能量及空间伸展方向不同， 但同一能级的几个原子轨道的能量相同，称为简并轨道，如2P、 2p,、2p.o 008 对点训练3：(2025·广东东莞高二期末)人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确 的是 A.电子在线性轨道上绕核运行 B.p能级的能量一定比s能级的能量低 C.2p.、2p,、2p.轨道相互平行、能量相等 D.基态原子最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形 课堂素养评价 1.(2025·河北高二期末)下列基态原子与离子的电子排布式错误的是 A.K:1s22s22p3s23p4s B.F-:1s22s22p C.Fe:1s22s22p63s23p63d4s2 D.Kr:1s22s22p3s23p3d04s24p 2.(2025·沈阳高二检测)核外电子排布中，能级会发生交错现象。以下表示的电子填充顺序，不符 合客观事实的是 () A.3s3p3d→4s B.1s→2s→2p3sC.4s3d4p5sD.6s→4f5d6p 3.(2024·山东青岛高二期末)下列说法中正确的是 A.ns能级的原子轨道图可表示为 B.p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形 C.3d3表示3d能级有3个轨道 D.M能层中，共有7个原子轨道 4.(2025·安徽滁州高二期末)(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 ①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半： ②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍： (2)某元素的最外层电子排布是4s24p,则其元素符号为 (3)基态T2+中，电子占据的最高的能层符号为 ,该能层有 个能级。 (4)基态砷原子的简化电子排布式： 砷位于元素周期表中第 周期第 族。 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[2]