第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第二课时 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
2.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
【学习重点】前四周期基态原子电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布式的书写
【学习难点】对构造原理的理解
【课前预习】
旧知回顾：
1、能级的个数 = 所在能层的能层序数
2、能级的字母代号是 s、p、d、f ，字母前的数字代表 能层序数 ，每个能级最多容纳的电子数分别为s-2，p-6，d-10，f-14 。
3、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 相同 。（填“相同”或“不同”）
4、每一能层最多容纳的电子数为 2n2 。
5、练习书写前20号元素的原子结构示意图
新知预习：
1、构造原理的内容：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
2、构造原理示意图中，从1s至5s电子的排布顺序： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s
3、能级交错的内容: 构造原理告诉我们，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。这种现象被称为能级交错
4、阅读教材P9表1-1，仔细观察一些元素基态原子电子排布式的书写方式
5、尝试书写铁、锰的原子结构示意图
Fe： Mn：
【课中探究】
情景导入：通过刚才的视频，我们回顾了以前学过的电子的运动状态和前三周期的原子结构示意图的书写，那么第四周期元素的原子结构示意图该如何书写，原子核外的电子排布还有哪些其他的表达方式，今天我们就来研究这方面的问题。
一、构造原理
任务一、认识构造原理
【学生活动】阅读教材P8第二自然段，了解构造原理，回答下列问题：
1、构造原理的内容？ 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
2、构造原理示意图中：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
3、根据构造原理示意图，找出电子排布的顺序？
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p
任务二、探究电子的填充顺序
【学生活动】小组合作讨论，仔细观察构造原理示意图，回答以下问题：
1、从能层的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？
电子先填满一个能层，再继续填下一个能层；填充时，从第一能层开始，依次填入
2、从能级的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？
电子先填满一个能级，再继续填下一个能级；填充时，从s能层开始，依次填入p、d、f能级
3、电子填充的顺序，有没有特殊情况出现？
电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，例如从第三层开始，填充完3p之后，先填充的
是第四层的s能级
任务三、探究能级交错的现象
【学生活动】阅读教材P10第二、三自然段，回答以下问题：
1、能级交错的内容？
构造原理告诉我们，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。这种现象被称为能级交错
2、构造原理呈现的能级交错源于 光谱学 事实，是 经验 的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个 思维模型 ，是个假想过程。
3、Cr和Cu最后两个能级的电子排布是什么？ Cr :3d54s1 Cu :3d104s1
活动一、举一反三，通过教师讲授一个表达式，学生能够自己说出3s1、 2p3 、 4p5、 3d10、 4f12这5个表达式的涵义
3s1：表示第三能层，s能级上，填充1个电子
2p3：表示第二能层，p能级上，填充3个电子
4p5：表示第四能层，p能级上，填充5个电子
3d10：表示第三能层，d能级上，填充10个电子
4f12：表示第四能层，f能级上，填充12个电子
活动二、各小组讨论剩余元素基态原子电子排布式的书写，到黑板补充
8O：1s22s22p4
13Al：1s22s22p63s23p1
16S：1s22s22p63s23p4
17Cl：1s22s22p63s23p5
26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
31Ga：1s22s22p63s23p63d104s24p1
35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
活动三、阅读教材P11思考与讨论第一题，小组合作讨论，回答其中的问题
【思考与讨论】按照构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡、的基态原子的最外层电子排布；除氦外它们的通式是什么？
He：1s2 Ne：2s22p6 Ar：3s23p6
Kr：4s24p6 Xe：5s25p6 Rn：6s26p6
Og：7s27p6 通式：ns2np6
任务四、利用电子排布式书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图
【学生活动】书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图。分组讨论，完成填空，到黑板前展示填写结果，大家共同探讨
22Ti: 25Mn： 26Fe：
30Zn： 24Cr： 29Cu：
32Ge： 33As: 36Kr：
任务五、探究简化的电子排布式
【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第二题，回答其中的问题
【思考与讨论】电子排布式可以简化，如钠的电子排布式可以简化为[Ne]3s1。
试问：上式方括号里的符号的意义是什么？
内层电子已达到稀有气体结构的部分
请仿照钠原子的简化的电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅和第29号元素铜的简化电子排布式？
8O: [He]2s22p4 14Si: [Ne]3s23p2 29Cu: [Ar]3d104s1
任务六、探究价层电子排布式的相关内容
【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第三题，小组讨论，回答下列问题
1、价电子层的定义：
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)。
2、请从书末的元素周期表中找出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布。
11Na: 3s1 13Al: 3s23p1 17Cl: 3s23p5 25Mn: 3d54s2 35Br: 4s24p5
3、查看书末元素周期表中前四周期元素的价层电子排布，总结不同族中，价层电子的排布规律，并写出通式。
①对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子
表示方法：IA、IIA： nsx
IIIA-0族：nsxnpy
②对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还包括次外层电子
表示方法： 3dx4sy
【练习】写出下列原子的价层电子排布式：19K、12Mg、14Si、8O、18Ar、23V、27Co、30Zn、29Cu
19K: 4s1 12Mg: 3s2 14Si: 3s23p2 8O: 2s22p4 18Ar: 3s23p6 23V: 3d34s2
27Co: 3d74s2 30Zn: 3d104s2 29Cu: 3d104s1
【对应训练1】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（ ）
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)(4s)>(4f)>E(3d)
【答案】B
【解析】根据构造原理，各能级填充的电子的能量由小到大的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s…,A项和D项正确顺序为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高，C项错，其正确顺序为E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)符合构造原理，B项正确。答案选B。
【对应训练2】下列说法正确的是（ ）
A.钾(K)原子的原子结构示意图为
B.H2O的电子式为：
C.Mg的电子排布式为1s22s22p63s23p1
D.Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2
【答案】B
【解析】19号元素钾(K)原子的原子结构示意图为, A项错误；H2O为共价化合物，B项正确；12号元素Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,C项错误；Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,D项错误。答案选B。
【对应训练3】以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是（ ）
①1s12s1 ②1s22s12p1 ③1s22s22p63s2 ④1s22s22p63s23p1
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】D
【解析】基态原子排布式的特点是，按照构造原理，依次排布。 ①应先排满1s能级再排2s能级，显然不符合基态原子的排布要求；②应先排满2s能级再排2p能级，也不符合基态原子的排布要求。答案选D。
【对应训练4】在下列所示的粒子中，氧化性最强的是（ ）
A. 1s22s22p2 B. 1s22s22p5 C. 1s22s22p63s1 D .1s22s22p6
【答案】B
【解析】4种粒子分别为C、F、Na、Ne,氧化性最强的是氟原子。答案选B。
【对应训练5】某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9,则该元素的原子序数为（ ）
A.29 B.30 C.31 D.32
【答案】A
【解析】某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9,则其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,核外共有29个电子，原子序数为29。答案选A。
【对应训练6】回答下列问题。
(1)①Co基态原子核外电子排布式为
②Zn2+基态核外电子排布式为
③Cr3+基态核外电子排布式为
④N的基态原子核外电子排布式为 ；Cu的基态原子最外层有 个电子。
⑤Si元素基态原子的电子排布式是
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“>”或“<”或“=”)。
①2s 3s ②2s 3d ③3d 4s ④4f 6f
答案：(1)①[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2 ②1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
③1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ④1s22s22p3 1 ⑤1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2
(2)①< ②< ③> ④<
【解析】按照构造原理依次书写。
【课后巩固】1.（易）下列各原子或离子的电子排布式中，错误的是（ ）
A. K+ 1s22s22p63s23p6 B. F 1s22s22p5 C. S2- 1s22s22p63s23p4 D. Ar 1s22s22p63s23p6
【答案】C
【解析】S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6，故C错误。
2.（易）下列各离子或原子的电子排布式错误的是（ ）
A.Ca2+:1s22s22p63s23p6 B. O2-: 1s22s22p4
C. K: 1s22s22p63s23p64s1 D. Fe3+:1s22s22p63s23p63d5
【答案】B
【解析】已知O原子的电子排布式为1s22s22p4,故O2-的电子排布式为1s22s22p6,B项错误。
3.（易）根据下列电子排布式判断，处于激发态的原子是（ ）
A. 1s22s22p6 B. 1s22s22p63s1 C. 1s22s23s1 D.[Ar] 3d104s2
【答案】C
【解析】原子的电子排布是使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量状态的原子叫基态原子，所以A、B、D都是基态原子，C中原子没有排2p轨道直接排了3s轨道，不是能量最低，所以是激发态。
4. (易) 下列各项中，前面的能级先填入电子的为（ ）
①3d和4s ②4p和5s ③5s和4d ④5p和4d
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】B
【解析】原子核外电子优先占有能量低的轨道，轨道能量的高低由能层和能级决定。①中的3d>4s,②中4p<5s,③中的5s<4d,④中的5p>4d。所以前面能级先填入电子的是②③。
5.（易）下列微粒的核外电子排布式书写不正确的是（ ）
A.23V：[Ar]3d34s2 B. N：1s22s22p3 C.26Fe3+：[Ar]3d6 D. Br： [Ar]3d104s24p5
【答案】C
【解析】26Fe的电子排布式为[Ar]3d64s2,则26Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5。
6.（易）一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是（ ）
A.+1 B.+2 C.+3 D.-1
【答案】C
【解析】基态原子电子排布为1s22s22p63s23p1,价电子排布为3s23p1,说明最外层电子数为3,在反应中易失去，则化合价为+3价。
7.（中）表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成（ ）
A.3p6 B.3d10 C.3s23p63d24s2 D.3s23p64s2
【答案】C
【解析】M能层即第三能层，把所有第三能层s、p、d能级上的所有电子数加在一起，等于10，故C正确。
8.（中）已知元素X的基态原子最外层电子排布为nsn-1npn+2,则X元素的原子序数为（ ）
A.9 B.10 C.17 D.18
【答案】C
【解析】X的基态原子最外层电子排布为3s3-13p3+2,为氯元素。
9.（易）(1)某元素的原子序数为33,则：
①此元素原子的电子总数是
②有 个电子层， 个能级；
③它的电子排布式为
(2)写出S、Ca2+、Cl—的电子排布式：
①S:
②Ca2+：
③Cl—：
【答案】(1)①33 ②4 8 ③1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p6 ③1s22s22p63s23p6
【解析】(1)①核电荷数=原子序数=核外电数，故此原子的核外电子数为33;③依据构造原理，能量高低顺序为4s<3d<4p,则此元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
10.（中）A、B、C均为主族元素，已知A原子L层上的电子数是K层的三倍；B元素原子的3s能级上只有1个电子；C原子核外有3个能层，p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多5。
(1)A、B、C三种元素原子的核外电子排布式分别为 、 、
(2)写出A和B的单质在加热条件下发生反应的化学方程式：
(3)在B元素所处周期的下一周期，3d能级上有 2个电子的原子的元素符号为
【答案】 (1)1s22s22p4 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p5 (2) ：2Na+O2Na2O2 (3)Ti
【解析】 由题意可知，A原子的K 层上有2个电子，L层有6个电子，A是O元素；B元素原子的3s能级上只有1个电子，B是Na元素；C是第三周期元素，p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多5，1s、2s、3s能级上共6个电子，p能级上的电子总数为11，2p能级上有6个电子，故3p能级上有5个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p5，C是Cl元素。在B元素所处周期的下一周期即第四周期，3d能级上有2个电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，原子序数是22，是Ti元素。第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第二课时 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
2.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
【学习重点】前四周期基态原子电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布式的书写
【学习难点】对构造原理的理解
【课前预习】
旧知回顾：
1、能级的个数 所在能层的能层序数
2、能级的字母代号是 ，字母前的数字代表 ，每个能级最多容纳的电子数分别为 。
3、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 。（填“相同”或“不同”）
4、每一能层最多容纳的电子数为 。
练习书写前20号元素的原子结构示意图
新知预习：
1、构造原理的内容：
2、构造原理示意图中，从1s至5s电子的排布顺序：
3、能级交错的内容：
4、阅读教材P9表1-1，仔细观察一些元素基态原子电子排布式的书写方式
5、尝试书写铁、锰的原子结构示意图
【课中探究】
情景导入：通过刚才的视频，我们回顾了以前学过的电子的运动状态和前三周期的原子结构示意图的书写，那么第四周期元素的原子结构示意图该如何书写，原子核外的电子排布还有哪些其他的表达方式，今天我们就来研究这方面的问题。
一、构造原理
任务一、认识构造原理
【学生活动】阅读教材P8第二自然段，了解构造原理，回答下列问题：
1、构造原理的内容？
2、构造原理示意图中：小圆圈表示一个 ，每一行对应一个 ，箭头引导的曲线显示
3、根据构造原理示意图，找出电子排布的顺序？
任务二、探究电子的填充顺序
【学生活动】小组合作讨论，仔细观察构造原理示意图，回答以下问题：
1、从能层的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？
2、从能级的角度看，电子的填充顺序规律是怎样的？
3、电子填充的顺序，有没有特殊情况出现？
任务三、探究能级交错的现象
【学生活动】阅读教材P10第二、三自然段，回答以下问题：
1、能级交错的内容？
2、构造原理呈现的能级交错源于 事实，是 的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个 ，是个假想过程。
3、Cr和Cu最后两个能级的电子排布是什么？
活动一、举一反三，通过教师讲授一个表达式，学生能够自己说出3s1、 2p3 、 4p5、 3d10、 4f12这5个表达式的涵义
3s1：
2p3：
4p5：
3d10：
4f12：
活动二、各小组讨论剩余元素基态原子电子排布式的书写，到黑板补充
8O：
13Al：
16S：
17Cl：
26Fe：
31Ga：
35Br：
29Cu：
24Cr：
活动三、阅读教材P11思考与讨论第一题，小组合作讨论，回答其中的问题
【思考与讨论】按照构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡、的基态原子的最外层电子排布；除氦外它们的通式是什么？
He： Ne： Ar：
Kr： Xe： Rn：
Og： 通式:
任务四、利用电子排布式书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图
【学生活动】书写钛、锰、铁、锌、铬、铜、锗、砷、氪的原子结构示意图。分组讨论，完成填空，到黑板前展示填写结果，大家共同探讨
22Ti: 25Mn： 26Fe：
30Zn： 24Cr： 29Cu：
32Ge： 33As： 36Kr：
任务五、探究简化的电子排布式
【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第二题，回答其中的问题
【思考与讨论】电子排布式可以简化，如钠的电子排布式可以简化为[Ne]3s1。
试问：上式方括号里的符号的意义是什么？
请仿照钠原子的简化的电子排布式，写出第8号元素氧、第14号元素硅和第29号元素铜的简化电子排布式？
任务六、探究价层电子排布式的相关内容
【学生活动】阅读教材P11思考与讨论第三题，小组讨论，回答下列问题
1、价电子层的定义：
2、请从书末的元素周期表中找出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布。
3、查看书末元素周期表中前四周期元素的价层电子排布，总结不同族中，价层电子的排布规律，并写出通式。
【练习】写出下列原子的价层电子排布式：19K、12Mg、14Si、8O、18Ar、23V、27Co、30Zn、29Cu
【对应训练1】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（ ）
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)(4s)>(4f)>E(3d)
【对应训练2】下列说法正确的是（ ）
A.钾(K)原子的原子结构示意图为
B.H2O的电子式为：
C.Mg的电子排布式为1s22s22p63s23p1
D.Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2
【对应训练3】以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是（ ）
①1s12s1 ②1s22s12p1 ③1s22s22p63s2 ④1s22s22p63s23p1
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【对应训练4】在下列所示的粒子中，氧化性最强的是（ ）
A. 1s22s22p2 B. 1s22s22p5 C. 1s22s22p63s1 D .1s22s22p6
【对应训练5】某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9,则该元素的原子序数为（ ）
A.29 B.30 C.31 D.32
【对应训练6】回答下列问题。
(1)①Co基态原子核外电子排布式为
②Zn2+基态核外电子排布式为
③Cr3+基态核外电子排布式为
④N的基态原子核外电子排布式为 ；Cu的基态原子最外层有 个电子。
⑤Si元素基态原子的电子排布式是
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“>”或“<”或“=”)。
①2s 3s ②2s 3d ③3d 4s ④4f 6f
【课后巩固】1.（易）下列各原子或离子的电子排布式中，错误的是（ ）
A. K+ 1s22s22p63s23p6 B. F 1s22s22p5 C. S2- 1s22s22p63s23p4 D. Ar 1s22s22p63s23p6
2.（易）下列各离子或原子的电子排布式错误的是（ ）
A.Ca2+:1s22s22p63s23p6 B. O2-: 1s22s22p4
C. K: 1s22s22p63s23p64s1 D. Fe3+:1s22s22p63s23p63d5
3.（易）根据下列电子排布式判断，处于激发态的原子是（ ）
A. 1s22s22p6 B. 1s22s22p63s1 C. 1s22s23s1 D.[Ar] 3d104s2
4. (易) 下列各项中，前面的能级先填入电子的为（ ）
①3d和4s ②4p和5s ③5s和4d ④5p和4d
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
5.（易）下列微粒的核外电子排布式书写不正确的是（ ）
A.23V：[Ar]3d34s2 B. N：1s22s22p3 C.26Fe3+：[Ar]3d6 D. Br： [Ar]3d104s24p5
6.（易）一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是（ ）
A.+1 B.+2 C.+3 D.-1
7.（中）表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成（ ）
A.3p6 B.3d10 C.3s23p63d24s2 D.3s23p64s2
8.（中）已知元素X的基态原子最外层电子排布为nsn-1npn+2,则X元素的原子序数为（ ）
A.9 B.10 C.17 D.18
9.（易）(1)某元素的原子序数为33,则：
①此元素原子的电子总数是
②有 个电子层， 个能级；
③它的电子排布式为
(2)写出S、Ca2+、Cl—的电子排布式：
①S:
②Ca2+：
③Cl—：
10.（中）A、B、C均为主族元素，已知A原子L层上的电子数是K层的三倍；B元素原子的3s能级上只有1个电子；C原子核外有3个能层，p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多5。
(1)A、B、C三种元素原子的核外电子排布式分别为 、 、
(2)写出A和B的单质在加热条件下发生反应的化学方程式：
(3)在B元素所处周期的下一周期，3d能级上有 2个电子的原子的元素符号为
