专题2 第一单元 第2课时 原子核外电子的排布-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦原子核外电子的排布，系统梳理构造原理及能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则等排布规则，详解电子排布式、轨道表示式等四种表示方法，并延伸至原子光谱的形成与应用，构建从微观原理到宏观现象的学习支架。 资料以核心素养为导向，通过交流研讨（如K、Ca外围电子排布分析）、正误判断及Cr、Cu特例解析，培养学生证据推理与模型认知能力，课中助力教师高效授课，课后可通过练习题巩固知识，帮助学生查漏补缺，深化对微观结构的理解。

第2课时　原子核外电子的排布 [学习目标]　1.从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 任务一　核外电子的排布原理及表示方法 1.构造原理 (1)概念：电子是按照一定顺序填充的，填满一个能级之后再填下一个能级，这个规律称为构造原理。 (2)原子核外电子排布的轨道能量顺序 2.构造原理的内容 (1)能量最低原理：原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。 (2)泡利不相容原理：每个原子轨道上最多容纳两个自旋状态不同的电子。 (3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 3.电子排布的表示法 (1)电子排布式 如①7N：1s22s22p3； ②12Mg：1s22s22p63s2； ③35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5。 学生用书⬇第16页 (2)简化的电子排布式 为了避免电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”，以稀有气体的元素符号外加方括号表示，得到简化的电子排布式。上述三种原子简化的电子排布式分别为①[He]2s22p3；②[Ne]3s2；③[Ar]3d104s24p5。 (3)轨道表示式(又称电子排布图) 如Na原子的轨道表示式： (4)外围电子排布式 在化学反应中，一般是原子的外围电子(主族元素原子的外围电子就是最外层电子)发生变化。如氯原子的外围电子排布式为3s23p5。 [交流研讨]　1.为什么基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？ 提示：基态K和Ca的3d轨道的能量大于4s轨道的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的原子轨道可使整个原子的能量最低。 2.请回答下列问题，并予以合理解释。 (1)为什么铬原子的核外电子排布式是[Ar]3d5 4s1，而不是[Ar]3d44s2？ 提示：因为3d54s1均为半充满结构，更稳定。 (2)铜原子的核外电子排布有两种可能：[Ar]3d104s1和[Ar]3d9 4s2。哪一种是合理的？ 提示：[Ar]3d104s1合理，因为3d104s1一个全充满，一个半充满，更稳定。 【特别提醒】　洪特规则特例 能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 多电子原子的原子轨道的能量高低顺序，是概括了大量实验事实后总结出的一般规律，适用于绝大多数原子的核外电子排布。然而，第5、6、7周期的某些元素的原子核外电子排布的实验测定结果，并不符合原子核外电子排布的轨道能量顺序。因此，原子的核外电子排布，要以实验测定的结果为准。 1.正误判断 (1)Mg2＋的轨道表示式：(√) (2)C的电子排布式：1s22s12p3(×) (3)15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s233(×) (4)3d6的轨道表示式为(×) 2.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是　　　　(填序号，下同)，违反能量最低原理的是　　　　　　　　，违反洪特规则的是　　　　，违反泡利不相容原理的是　　　　　　　　。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6 ③P： ④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ⑤Mg2＋：1s22s22p6 ⑥C： 答案：①④⑤　②　③　⑥ 解析：根据核外电子排布规律知，②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同，正确的应为 ；⑥违反泡利不相容原理，正确的应为。 3.(1)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和外围电子排布式。 ①9F：　　　　　　　； ②16S：　　　　　　　； ③19K：　　　　　　　； ④21Sc：　　　　　　　。 (2)写出下列基态原子的轨道表示式。 ①8O：　　　　　　　； ②13Al：　　　　　　　； ③23V(写外围电子的轨道表示式)：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)①1s22s22p5　[He]2s22p5　2s22p5 ②1s22s22p63s23p4　[Ne]3s23p4　3s23p4 ③1s22s22p63s23p64s1　[Ar]4s1　4s1 ④1s22s22p63s23p63d14s2　[Ar]3d14s2　3d14s2 (2)① ② ③ 学生用书⬇第17页 任务二　原子光谱与光谱分析 1.原子光谱形成原因 在通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态(该状态的原子称为基态原子)。当处于能量最低状态的原子吸收能量后，电子能从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上(该状态的原子称为激发态原子)。电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，将释放出能量。 2.原子光谱分类 (1)发射光谱：原子中的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，放出光子，将发出的光通过棱镜就得到原子发射光谱。 (2)吸收光谱：原子中的电子吸收光子，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，然后将透过光通过棱镜，就得到原子吸收光谱。 3.光谱分析 通过原子发射光谱或吸收光谱检测元素，称为光谱分析。 [交流研讨]　(1)许多金属元素都可以发生焰色反应，焰色反应的形成原因是什么？焰色反应属于物理变化还是化学变化？ 提示：基态原子吸收能量，电子从基态跃迁到激发态后，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将能量以光的形式释放出来。焰色反应属于物理变化。 (2)金属元素的焰色反应属于吸收光谱还是发射光谱？ 提示：光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一，焰色反应属于发射光谱。 1.下列现象与核外电子的跃迁有关的是(　　) ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花 ⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶 A.①③⑥⑦　　　　　　 B.②④⑤⑧ C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦ 答案：A 解析：①霓虹灯发出有色光，因为灯管中的稀有气体原子发生电子跃迁，释放能量，发射出不同颜色的光，正确；②棱镜分光是由不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，错误；⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；⑥燃放的焰火，是因为不同金属元素发生电子跃迁，释放能量，形成不同颜色的光，正确；⑦日光灯通电发光，是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；⑧冷却结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误。 2.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(　　) A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 答案：A 解析：在电流作用下，基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红光；而电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。 1.按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是(　　) A.1s、2p、3d、4s　　　　 B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p 答案：C 解析：由构造原理可知，A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误；B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误；D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。 2.下列图像中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　) 答案：D 解析：D项平面镜成像是一种物理现象，不存在电子的跃迁；A、B、C三项中的现象均与原子核外的电子跃迁有关。 3.下列有关碳原子的轨道表示式中，能量最低的是(　　) A. B. C. D. 答案：D 解析：根据洪特规则，原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。A中2p轨道上两个电子挤在同一个轨道上，B、C中两个轨道上电子的自旋状态相反，均与洪特规则相违背，只有D中的排布符合洪特规则，能量最低。 学生用书⬇第18页 4.某元素的原子获得能量后的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素的原子获得能量前的电子排布式为　　　　　　；轨道表示式为　　　　　　　　　　　；外围电子排布式为　　　　　；该元素的元素符号是　　　　。 答案：1s22s22p63s23p4　 　3s23p4　S 5.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。 15P：　　　　　　　， 有　　　　个电子对，有　　　　个单电子。 25Mn：　　　　　　　， 有　　　　种空间运动状态，有　　　　个单电子，属于半充满状态。 答案： 6　3 　15　5 学科网（北京）股份有限公司 $