专题2 第1单元 第2课时 原子核外电子的排布-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦原子核外电子的排布这一核心知识点，系统梳理构造原理（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则）及电子排布式、简化排布式等表示方法，延伸至原子光谱与光谱分析，构建从原理到表示再到应用的学习支架。 该资料通过钛原子排布、Cr/Cu洪特规则特例等实例，结合“应用化学”（卫星金钛合金）培养科学态度与责任，“题点多维训练”提升科学思维中的证据推理能力，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　原子核外电子的排布 　　　　　　新知探究(一)——核外电子的排布原理及表示方法 (一)核外电子的排布原理——构造原理 1.概念 电子是按一定顺序填充的,填满一个能级之后再填下一个能级,这种规律称为构造原理。 2.三大内容 (1)能量最低原理:原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,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。 (二)核外电子排布的表示方法 1.核外电子排布式 (1)电子排布式 用数字在轨道符号右上角标明该轨道上排布的电子数,例如: 15P:1s22s22p63s23p3　19K:1s22s22p63s23p64s1 [微点拨]　 　　由于出现能级交错现象,3d轨道的能量大于4s轨道的能量,所以基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2,而不是3d1和3d2。 (2)简化的电子排布式 把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”,以相应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。例如: 16S:[Ne]3s23p4　 21Sc:[Ar]3d14s2 (3)外围电子排布式 外围电子又称价电子,对于主族元素的原子而言,外围电子就是最外层电子。例如: 8O:2s22p4　13Al:3s23p1 2.轨道表示式 如Na原子的轨道表示式: 3.核外电子排布式的书写 (1)书写原子的电子排布式时,应按照电子层的顺序书写,如铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p64s23d6。 (2)书写离子的电子排布式时,先失去最外层电子,再失去内层电子,如Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。 (3)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。这称为洪特规则特例。 如Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,3d和4s轨道均为半充满状态,原子较为稳定;又如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,3d轨道为全充满,4s轨道为半充满状态,原子较为稳定。 应用化学　 　　卫星的金钛合金,而不是一般的钛合金。相较于普通钢材在高空容易结冰的缺点,金钛合金在低温下完全不惧怕结冰的问题。 1.基态钛原子的核外电子排布式如何表示? 提示:1s22s22p63s23p63d24s2。 2.基态钛原子的轨道表示式如何表示? 提示: 3.电子排布式和轨道表示式在描述核外电子运动状态方面有什么区别? 提示:电子排布式能够表示出每一个能级上的电子排布情况,轨道表示式除了能够表示出在每一个能级上电子的排布情况,还能表示出电子在该能级的原子轨道上的排布情况,因此比电子排布式更加具体形象。 4.如何书写简单离子的电子排布式? 提示:先写原子的电子排布式,然后再根据得失电子写出离子的电子排布式。例如:O2-的电子排布式,先写氧原子的电子排布式为1s22s22p4,再得2个电子得到O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式,先写铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,再失3个电子(由外层向内层)得到Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)C的电子排布式:1s22s12p3。 (×) (2)Mg2+的轨道表示式: 。 (√) (3)3d6的轨道表示式为。 (×) 2.某同学在学习核外电子排布的知识时,把基态15P的电子排布式写成了1s22s22p63s233,他违背了 (　　) A.能量守恒定律 B.泡利不相容原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 解析:选D　根据洪特规则,填入多个能量相同轨道的电子总是先尽量分占不同轨道,且自旋平行,正确的电子排布式是1s22s22p63s2333。 3.下列几种表示电子排布的方法正确的是 (　　) A.32Ge原子的电子排布式:4s24p2 B.28Ni原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s1 C.O原子的轨道表示式: D.27Co的外围电子排布式:4s2 解析:选C　32Ge原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,A错误;28Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,B错误;27Co的外围电子排布式为3d74s2,D错误。 4.(2025·河南卷)下列化学用语或图示正确的是 (　　) A.反⁃1,2⁃二氟乙烯的结构式: B.二氯甲烷分子的球棍模型: C.基态S原子的价电子轨道表示式: D.用电子式表示CsCl的形成过程: 解析:选B　顺式结构中,两个相同的原子或基团位于双键的同一侧;而反式结构中,两个相同的原子或基团分别位于双键的两侧,所以为顺⁃1,2⁃二氟乙烯,A错误;二氯甲烷中含有两根碳氢键和两根碳氯键,键长不一样,球棍模型为,B正确;基态S原子的价电子排布式为3s23p4,轨道表示式为,C错误;氯化铯为离子化合物,用电子式表示CsCl的形成过程:,D错误。 5.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: 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。 答案:①④⑤　②　③　⑥ 新知探究(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。当处于能量最低状态的原子吸收能量后,电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。 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 发射 光谱 当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 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上,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来检测元素,称为光谱分析。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)霓虹灯光、激光、荧光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关。 (×) (2)产生激光的前提是原子要处于激发态。 (√) (3)电子跃迁时只吸收能量。 (×) (4)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量。 (√) 2.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 解析:选A　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棱镜分光是由于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。 3.氯化钠在灼烧过程中,发出黄色的光,下列对此现象的描述正确的是 (　　) A.发射光谱,物理变化　 B.发射光谱,化学变化 C.吸收光谱,物理变化 D.吸收光谱,化学变化 解析:选A　氯化钠在灼烧过程中,发出黄色的光,是由于处于激发态的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,会以光的形式释放能量,是发射光谱,该过程没有新物质生成,属于物理变化,A正确。 命题热点——核外电子排布的各种表征及运动状态的描述 1.原子核外电子排布的表示方法 原子结构 示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 示例 Na:　 O2-: 电子 排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 示例 O:1s22s22p4　Al:1s22s22p63s23p1 简化电子 排布式 含义 把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用稀有气体的元素符号外加方括号表示 示例 O:[He]2s22p4　Al:[Ne]3s23p1 轨道表示式(或电子 排布图） 含义 每个方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 示例 Cl: 2.电子空间运动状态和运动状态 电子在核外的一个空间运动状态称为一个轨道,同一个原子中不存在两个运动状态完全相同的电子。 (1)一个原子中电子占据多少个原子轨道,电子就有多少种空间运动状态。 (2)原子核外一共有多少个电子,电子就有多少种运动状态。 [题点多维训练] 1.下列有关化学用语表述正确的是 (　　) A.基态钙原子的简化电子排布式:[Ar]3d2 B.用电子云轮廓图描述2py原子轨道的形状: C.一水合氨的电离方程式: NH3·H2O==N+OH- D.基态氮原子核外电子排布的轨道表示式: 解析:选B　 基态钙原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,故A错误;2py原子轨道的电子云轮廓图的形状为哑铃形,故B正确;一水合氨是弱电解质,电离方程式为NH3·H2ON+OH-,故C错误;基态氮原子2p轨道上的3个电子自旋方向相同,核外电子排布的轨道表示式为,故D错误。 2.钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属,常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语错误的是 (　　) A.原子结构示意图: B.简化电子排布式:[Ar]3d24s2 C.轨道表示式: D.电子排布式:1s22s22p63s23p63d24s2 解析:选C　Ti为22号元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,因此原子结构示意图为,故A、D项正确;Ti的简化电子排布式为[Ar]3d24s2,故B项正确;根据洪特规则可知,3d轨道电子排布图应为,故C项错误。 3.以下关于铁元素的相关说法正确的是 (　　) A.Fe3+的电子有23种空间运动状态 B.Fe的价电子轨道表示式为 C.Fe的26个电子在原子轨道中做圆周运动 D.铁与盐酸反应时失去的都是3d电子 解析:选B　Fe的原子序数为26,Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成Fe3+,则Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe3+占有原子轨道数为14,有14种空间运动状态,A错误;Fe的价电子排布式是3d64s2,轨道表示式为,B正确;Fe的26个电子在各自轨道中做绕核运动,半径不确定,不是圆周运动,C错误;铁与盐酸反应时失去的都是4s电子,D错误。 4.按要求完成下列填空。 (1)Na的电子排布式为　　　　　　　　　　　。  (2)Ca的最外层电子排布式为　　　　　　　　。  (3)Br的结构示意图为　　　　　　　　　　　。  (4)O的电子排布图为　　　　　　　　 　　　。  (5)Ni2+的3d能级电子排布图为　　　　　　　。  解析:Na:1s22s22p63s1;Ca:1s22s22p63s23p64s2,其最外层电子排布式为4s2;35Br的结构示意图为 ;O的电子排布式为1s22s22p4,其电子排布图为;Ni2+的3d能级电子排布为3d8,其3d能级电子排布图为。 答案:(1)1s22s22p63s1　(2)4s2　(3) (4) 　(5) 5.下表是几种元素基态原子中电子状态,填写表格。 元素 基态原子 电子排布式 电子运动 状态数目 电子空间运 动状态数目 6C 17Cl 24Cr 26Fe 答案: 元素 基态原子 电子排布式 电子运动 状态数目 电子空间运 动状态数目 6C 1s22s22p2 6 4 17Cl 1s22s22p63s23p5 17 9 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 24 15 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 26 15 学科网（北京）股份有限公司 $