1.1.2构造原理与电子排布式课件 2026-2027学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 1.1.2 构造原理与电子排布式 学习目标 1、了解原子核外电子排布的构造原理，能写出1 ～ 36号元素基态原子的电子排布式，进一步增强证据推理意识。 一、构造原理与电子排布式 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 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p K L M N O P Q 构造原理示意图 —— 核外电子的填充规律 ★ 图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序 一、构造原理与电子排布式 电子排布： 按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布 电子填满一个能级，开始填入下一个能级 2、电子排布式： 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子 能量最低原理 M 能层序数 能级字母代号 该能级上的电子数 Na：1s22s22p63s1 K L ★ 按能层次序书写，按构造原理填充电子 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 原子结构示意图 1 氢 H 2 氦 He 3 锂 Li 8 氧 O 10 氖 Ne 1s1 1s2 1s22s1 1s22s22p4 1s22s22p6 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 原子结构示意图 简化电子排布式 17 氯 Cl 18 氩 Ar 20 钙 Ca 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s2 ★ 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 ★ 构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实 [Ne]3s23p5 [稀有气体元素符号] + 余下电子排布 ★ 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 [Ar]4s2 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 原子结构示意图 21 钪 Sc 22 钛 Ti 23 钒 V 24 铬 Cr 25 锰 Mn 1s22s22p63s23p63d14s2 ★ 在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序写 [Ar]3d14s2 1s22s22p63s23p63d24s2 [Ar]3d24s2 1s22s22p63s23p63d34s2 [Ar]3d34s2 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar]3d54s1 1s22s22p63s23p63d54s2 [Ar]3d54s2 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 原子结构示意图 26 铁 Fe 27 钴 Co 28 镍 Ni 29 铜 Cu 30 锌 Zn 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 1s22s22p63s23p63d74s2 [Ar]3d74s2 1s22s22p63s23p63d84s2 [Ar]3d84s2 1s22s22p63s23p63d104s1 [Ar]3d104s1 1s22s22p63s23p63d104s2 [Ar]3d104s2 ★ 绝大多数元素原子的核外电子排布，都是按照构造原理中的能级顺序依次进入原子轨道，而使整个原子处于能量最低状态，称之为基态（能量最低原理） 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 24 铬 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar]3d54s1 29 铜 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 [Ar]3d104s1 ★ 少数元素的基态原子的电子排布，它们对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定 ↑↓ 4s ↑ ↑ ↑ 3d ↑ 24Cr ↑↓ 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑ 29Cu ↑ 4s ↑ ↑ ↑ 3d ↑ ↑ 24Cr ↑ 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑↓ 29Cu ★ Cr、Cu的电子排布源于光谱学事实，是从实验事实得到，不符合构造原理。当理论与客观事实出现矛盾时，必须遵循客观事实。构造原理是一个思维模型，是个被理想化的假想过程 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 原子结构示意图 31 镓 Ga 32 锗 Ge 33 砷 As 34 硒 Se 35 溴 Br 36 氪 Kr 1s22s22p63s23p63d104s24p1 [Ar]3d104s24p1 1s22s22p63s23p63d104s24p2 [Ar]3d104s24p2 1s22s22p63s23p63d104s24p3 [Ar]3d104s24p3 1s22s22p63s23p63d104s24p4 [Ar]3d104s24p4 1s22s22p63s23p63d104s24p5 [Ar]3d104s24p5 1s22s22p63s23p63d104s24p6 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子 / 离子符号 电子排布式 简化电子排布式 原子 / 离子结构示意图 Fe Fe2+ Fe3+ 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 1s22s22p63s23p63d6 [Ar]3d6 1s22s22p63s23p63d5 [Ar]3d5 ★ 原子失去电子时，总是从最外的能层失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素只失去最外层电子，而副族和Ⅷ族元素可能还会进一步向里失去内层电子 一、构造原理与电子排布式 2、电子排布式： 原子 / 离子符号 电子排布式 简化电子排布式 原子 / 离子结构示意图 Cl Cl- 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5 1s22s22p63s23p6 ★ 原子得到电子形成阴离子时，得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上 ★ 先判断该原子变成离子时得到或失去的电子数 【思考与讨论】 1、按构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡和鿫的基态原子的最外层电子排布；除氦外它们的通式是什么？ 原子序数 元素名称 元素符号 最外层电子排布 价层电子排布 2 氦 He 10 氖 Ne 18 氩 Ar 36 氪 Kr 54 氙 Xe 86 氡 Rn 118 鿫 Og 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 7s27p6 ns2np6 价层电子排布式 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价电子层（简称价层）。通常，元素周期表只给出价层电子排布 —— 外围电子排布式 价层电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 11 钠 Na 1s2 2s22p6 3s1 [Ne]3s1 12 镁 Mg 1s2 2s22p6 3s2 [Ne]3s2 13 铝 Al 1s2 2s22p6 3s23p1 [Ne]3s23p1 14 硅 Si 1s2 2s22p6 3s23p2 [Ne]3s23p2 15 磷 P 1s2 2s22p6 3s23p3 [Ne]3s23p3 16 硫 S 1s2 2s22p6 3s23p4 [Ne]3s23p4 17 氯 Cl 1s2 2s22p6 3s23p5 [Ne]3s23p5 18 氩 Ar 1s2 2s22p6 3s23p6 19 钾 K 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1 [Ar]4s1 20 钙 Ca 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 [Ar]4s2 3s1 3s2 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 3s23p6 4s1 4s2 ★ 主族元素基态原子的价层电子是最外层电子，是原子实外的电子 —— 外围电子排布式 价层电子排布式 —— 外围电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 21 钪 Sc 1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2 [Ar]3d14s2 22 钛 Ti 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2 [Ar]3d24s2 23 钒 V 1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2 [Ar]3d34s2 24 铬 Cr 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1 [Ar]3d54s1 25 锰 Mn 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2 [Ar]3d54s2 26 铁 Fe 1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2 [Ar]3d64s2 27 钴 Co 1s2 2s22p6 3s23p63d7 4s2 [Ar]3d74s2 28 镍 Ni 1s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2 [Ar]3d84s2 29 铜 Cu 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1 [Ar]3d104s1 30 锌 Zn 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 [Ar]3d104s2 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 ★ 副族元素基态原子的价层电子是最外层电子以及次外层，甚至还有倒数第三层，是原子实外的电子 价层电子排布式 —— 外围电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 31 镓 Ga 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 [Ar]3d104s24p1 32 锗 Ge 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2 [Ar]3d104s24p2 33 砷 As 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3 [Ar]3d104s24p3 34 硒 Se 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4 [Ar]3d104s24p4 35 溴 Br 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5 [Ar]3d104s24p5 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6 4s24p1 4s24p2 4s24p3 4s24p4 4s24p5 4s24p6 ★ 主族元素基态原子的价层电子是最外层电子，不是原子实外的电子 离子符号 电子排布式 简化电子排布式 离子结构示意图 S2- K+ Cu2+ 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p63d9 [Ar]3d9 ★ 失去e-时，先失4s后失3d；填入e-时，先填4s后填3d（能级交错） 1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（ ）（双选） A. Sc3+ B. Mg2+ C. Cl- D. Br- 2、下列化学用语中，不能表示氯离子的是（ ） A. Cl- B. C. D. 1s22s22p63s23p6 3、某元素原子的价电子构型为3s23p4，则此元素在周期表的位置是 。 AC B 第三周期第VIA族 4、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（ ）（双选） A. E(4s) ＞ E(3s) ＞ E(2s) ＞ E(1s) B. E(3d) ＞ E(4s) ＞ E(3p) ＞ E(3s) C. E(5s) ＞ E(4f) ＞ E(4s) ＞ E(3d) D. E(5s) ＞ E(4s) ＞ E(4f) ＞ E(3d) AB 构造原理 能级组 能级组 第一能级组 1s 第二能级组 2s 2p 第三能级组 3s 3p 第四能级组 4s 3d 4p 第五能级组 5s 4d 5p 第六能级组 6s 4f 5d 6p 第七能级组 7s 5f 6d 7p 科学家鲍林经过计算，将原子轨道划分为七个能级组： —— 能量相近的能级划为一组 ★ 从第四能层开始，该能层的ns与np能级之间插入了(n - 1)层的d能级，从第六能层开始还插入(n - 2)f ★ ns < (n - 2)f < (n - 1)d < np 【问题探究】根据构造原理各能级能量高低顺序有何规律？ （1）同一能层不同能级：E(ns) E(np) E(nd) E(nf) （2）同类能级：n值越大，能级组能量越高 （3）E(ns) E[(n - 2)f] E[(n - 1)d] E(np)（能级交错），当n ≥ 时，出现d，当n ≥ 时，出现f ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ 4 6 能级交错 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s2 2s1 4 铍 Be 1s2 2s2 5 硼 B 1s2 2s22p1 6 碳 C 1s2 2s22p2 7 氮 N 1s2 2s22p3 8 氧 O 1s2 2s22p4 9 氟 F 1s2 2s22p5 10 氖 Ne 1s2 2s22p6 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 11 钠 Na 1s2 2s22p6 3s1 12 镁 Mg 1s2 2s22p6 3s2 13 铝 Al 1s2 2s22p6 3s23p1 14 硅 Si 1s2 2s22p6 3s23p2 15 磷 P 1s2 2s22p6 3s23p3 16 硫 S 1s2 2s22p6 3s23p4 17 氯 Cl 1s2 2s22p6 3s23p5 18 氩 Ar 1s2 2s22p6 3s23p6 19 钾 K 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1 20 钙 Ca 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 1 ～ 20号元素基态原子的电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 21 钪 Sc 1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2 22 钛 Ti 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2 23 钒 V 1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2 24 铬 Cr 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1 25 锰 Mn 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2 26 铁 Fe 1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2 27 钴 Co 1s2 2s22p6 3s23p63d7 4s2 28 镍 Ni 1s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2 29 铜 Cu 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1 30 锌 Zn 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 21 ～ 30号元素基态原子的电子排布式 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 31 镓 Ga 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 32 锗 Ge 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p2 33 砷 As 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3 34 硒 Se 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4 35 溴 Br 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5 36 氪 Kr 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6 31 ～ 36号元素基态原子的电子排布式 能层 能级 K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 1s s p d f g h i 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h 7s 7p 7d 7f 7g 7h 7i EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $