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-【新课程学案】2026-2027学年高中化学选择性必修第二册教师用书word（人教版）

第2课时　构造原理与电子排布式　电子云与原子轨道

新知探究(一)——构造原理与电子排布式

 1.构造原理

(1)构造原理: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:

根据构造原理图示,电子填入能级的顺序为1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p。

[微点拨]　构造原理中的能级顺序,其实质是各能级能量由低到高的顺序。

(2)能级交错:随核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层,电子是按3p→4s→3d的顺序而不是3p→3d→4s的顺序填充,这种现象称为能级交错。

2.核外电子排布的表示方法

(1)电子排布式:将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角,并按照能层的顺序从左到右排列的式子。图示如下:

写出下列基态原子的核外电子排布式:

①8O:1s22s22p4;

②17Cl:1s22s22p63s23p5;

③19K:1s22s22p63s23p64s1;

④21Sc:1s22s22p63s23p63d14s2;

⑤24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1;

⑥29Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。

[微点拨]　①在书写电子排布式时,一般情况下,把能层低的能级写在左边,同一能层的能级按s、p、d、f……顺序排列,而不是按照构造原理顺序书写。

②当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,结构较稳定。如24Cr、29Cu最后两个能级的电子排布。

(2)简化电子排布式:将电子排布式中内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。

如钠的简化电子排布式为[Ne]3s1。

写出8O、17Cl、29Cu的简化电子排布式:

①8O:[He]2s22p4;②17Cl:[Ne]3s23p5;  ③29Cu:[Ar]3d104s1。

(3)价层电子排布: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)。如Fe的价层电子排布为3d64s2。

通常,元素周期表只给出价层电子排布。请写出下列元素的价层电子排布:Na:3s1;Al:3s23p1;Cl:3s23p5;Mn:3d54s2;Br:4s24p5。

(4)离子电子排布式:原子失去电子时,主族元素的原子一般只失去最外层电子,而过渡元素的原子还可能失去次外层电子;原子得到电子时,一般总是填充到最外层未填满的能级上。如:

[微点拨]　原子失去电子时,最先失去最外层电子,根据需要可能再继续失去次外层电子。

[题点多维训练]

1.下列有关构造原理的说法错误的是 (　　)

A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序一般为3p→4s→3d

B.某基态原子部分核外电子的排布式为3s24s2

C.在多电子原子中,电子最后填入的能级不一定是原子最外层上的能级

D.从第三能层开始出现能级交错现象,即电子填入能级的顺序与能层顺序不同

解析:选B　根据构造原理判断,填入顺序为3p→4s→3d,A项正确;根据构造原理可知,3s与4s能级之间还有3p能级,B项错误;电子最后填入的能级不一定是原子最外层上的能级,如某些过渡元素,C项正确;从M能层开始,电子填入的顺序是3s→3p→4s→3d……,与能层的顺序不同,D项正确。

2.下列原子或离子的核外电子排布式,正确的是 (　　)

A.S2-:1s22s22p63s23p4

B.Sc:1s22s22p63s23p64s23d1

C.Ar:1s22s22p63s23p6

D.F:2s22p5

解析:选C　S2-的原子核外共有18个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,选项A是S原子的核外电子排布式,故A错误;书写电子排布式时,同一能层的能级放到一起,因此21Sc原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,故B错误;选项D是F的最外层电子排布式,不符合题意。