1.2.1基态原子的核外电子排布（共25张ppt） 2024-2025学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.2.1基态原子的核外电子排布（共25张ppt） 2024-2025学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 589.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-01-10 20:01:13 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
1.2.1 基态原子的核外电子排布
学习目标定位
1、了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。
2、掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写1～36号元素原子的核外电子排布式和轨道表示式。
3、学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。
必修中核外电子排布的规律
1. 核外电子在原子核外分层排布，从内到外一共有7个电子层，分别用 K、L、M、N、O、P、Q 表示。
2. 每个电子层最多容纳 2n2（n代表电子层数）个电子。
3. 原子最外层电子数目不超过 8 个（K层不超过 2 个），次外层不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。
4. 核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由内到外依次排布在能量逐步升高的电子层。
一、基态原子核外电子排布三原则
第一原则：能量最低原理
电子最先排布在能量低的轨道上，然后依次排布在能量较高的轨道上。
氢原子有很多轨道：1s、2s、2px、2py、2pz 等，但只有一个电子，应该填在哪？氦原子的电子呢？
1s
电子有“↑”和“↓”两种自旋运动状态，那么氦原子的电子有多种填法，应该选择哪一种填法呢？
一、基态原子核外电子排布规律
第二原则：泡利不相容原理
一个原子轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向必须相反(用“↓”“↑”表示)。例如，基态氦原子的轨道表示式为 。
因为 s，p，d，f 能级的原子轨道数分别为1，3，5，7 个，所以 s，p，d，f 各原子轨道分别最多能容纳 2，6，10，14 个电子。
什么叫轨道表示式？
一、基态原子核外电子排布规律
第二原则：泡利不相容原理
多电子原子中原子轨道的能量取决于电子层数和能级种类。
电子层数和能级种类都相同的原子轨道能量相同。
这样的轨道称为简并轨道。
可以用电子排布式或轨道表示式来表示核外电子排布：
P12 方法引导
核外电子没有区别，排布式仅仅为了研究方便。
一、基态原子核外电子排布规律
一、基态原子核外电子排布规律
【思考】基态碳原子的核外电子排布式和轨道表达式如何书写？
电子排布式：1s22s22p2
轨道表达式：
你认为 2p 轨道上的两个电子应该采取哪种排布方式？
一、基态原子核外电子排布规律
第三原则：洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。这就是洪特规则。如碳原子的轨道表示式不是 ，而是 。
【练习】通过基态原子核外电子排布三个原则，写出下列元素的电子排布式：
Be： B： O： Ne：
Na： Al： Ar：
1s22s2
1s22s22p4
1s22s22p6
1s22s22p1
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p1
1s22s22p63s23p6
判断正误
(1)基态氮原子的电子排布式为1s22s12p4，违背了能量最低原理( )
(2)基态O原子中轨道表示式为 ，违反了洪特规则( )
(3)基态K原子的简化电子排布式为4s1( )
(4)基态6C原子的电子排布式为 ( )
(5)3d6的轨道表示式为 ( )
×
×
√
√
×
二、基态原子的核外电子排布式书写
【思考】基态原子轨道排布的方式就是随原子序数逐能级递增排列吗？
从第 3 层开始，轨道能量交错排列，出现 “ 能级交错 ” 现象。
随着原子序数的递增，基态原子的“外层电子”按照箭头的方向
依次排布在个原子轨道上，这一规律被称作构造原理。
轨道能量：ns < (n-2)f < (n-1)d < np
【练习】请根据构造原理，写出下列元素电子排布式：
26Fe、24Cr、29Cu
电子排布式书写注意事项
1. 排布与书写并不一致
虽然电子排布是遵循能量最低原则的，但书写电子排布式时应按照电子层的顺序书写。
轨道的能量高低顺序并不代表电子填充后各轨道的能量高低顺序。
如 Fe 的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不是1s22s22p63s23p64s23d6。
电子排布式书写注意事项
2. 特殊原子的电子排布式
有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满(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：
铬原子 1s22s22p63s23p63d44s2（错） 1s22s22p63s23p63d54s1（对）
铜原子 1s22s22p63s23p63d94s2（错） 1s22s22p63s23p63d104s1（对）
电子排布式书写注意事项
3. 简化电子排布式
为避免电子排布式书写繁琐，可把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“[ ]”表示。
如S： ，Ca： ，Ge： 。
[Ne]3s23p4
[Ar]4s2
[Ar]3d104s24p2
电子排布式书写注意事项
4. 离子的电子排布式
(1)原子失去电子转化为阳离子：失电子的顺序与电子填入的顺序有所不同，失电子时，首先失去的是最外电子层上的电子，同层则按能级由高到低失电子。
如：Fe3+：1s22s22p63s23p63d5，而不是1s22s22p63s23p64s23d3
(2)原子得到电子转化为阴离子：得到的电子填入原子轨道的顺序与基态原子电子的排布顺序相同。
如：35Br－：1s22s22p63s23p63d104s24p6
电子排布式书写注意事项
5. 价电子
(1)定义：与元素的化学性质密切相关的外层轨道上的电子，称为价电子。
(2)规律：主族元素价电子数等于主族族序数。
(3)元素原子的价电子排布式不一定是最外层的电子排布式：主族元素的价电子排布式是最外层电子排布式，过渡元素的最外层是价电子，但有的内层电子也是价电子，如Fe原子价电子排布式为3d64s2。
总结归纳
一、基态原子核外电子排布规律
①能量最低原则
②泡利不相容原理
③洪特规则
二、电子排布式书写注意事项
①排布与书写并不一致
②特殊原子的电子排布式
③简化电子排布式
④离子的电子排布式
⑤价电子排布式
判断正误
(1)1～36号元素中基态Cr原子未成对电子数最多( )
(2)基态铜原子的简化电子排布式为[Ar]3d94s2( )
(3)基态Sc原子的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p64s23d1( )
(4)第4周期中原子最外层仅有1个电子的元素只有K( )
几种问法要看清：轨道式、基态电子排布式、价电子排布式、简化电子排布式、原子结构示意图、电子式
√
×
×
×
应用体验
1.按要求填空。
(1)O元素基态原子电子排布式：_________。
(2)Na元素基态原子的轨道表示式：_________________________。
(3)Ca元素基态原子电子排布式：________________。
(4)基态硼原子的轨道表示式为____________________，核外电子共有___种自旋状态，有___个未成对电子，有___对成对电子。
1s22s22p4
1s22s22p63s23p64s2
1 2
5
应用体验
2.氧元素基态原子核外未成对电子数有___个，写出3p轨道上只有2个未成对电子的原子的元素符号：_______，M层上有2对成对电子的原子最外层共有____种不同自旋状态的电子。
6
2
Si或S
应用体验
1.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：
⑥
①④⑤
②
③
应用体验
2.按要求写出下列原子的电子排布式或轨道表示式。
(1)基态硫原子的轨道表示式：____________________________________。
(2)基态Mn原子的简化电子排布式：__________。
(3)基态As原子最外层电子的轨道表示式：_______________。
(4)基态Ge原子的电子排布式：___________________________________。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为____________________________。
[Ar]3d54s2
1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)
1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
跟踪强化
1、下列各原子或离子的电子排布式或轨道表示式表示正确的是( )
A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B．F－：1s22s23p6
C．P：最外层电子轨道表示式为
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
A
跟踪强化
2、已知元素 X 的原子最外层电子排布式为 nsn－1npn＋2，则 X 元素的原子序数为
( )
A．9 B．10 C．17 D．18
C
跟踪强化
3、若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p x 2 3p y 1，它违背了( )
A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理
C．能量最低原则 D．洪特规则
D
1.2.1 基态原子的核外电子排布
学习目标定位
1、了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。
2、掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写1～36号元素原子的核外电子排布式和轨道表示式。
3、学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。
必修中核外电子排布的规律
1. 核外电子在原子核外分层排布，从内到外一共有7个电子层，分别用 K、L、M、N、O、P、Q 表示。
2. 每个电子层最多容纳 2n2（n代表电子层数）个电子。
3. 原子最外层电子数目不超过 8 个（K层不超过 2 个），次外层不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。
4. 核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由内到外依次排布在能量逐步升高的电子层。
一、基态原子核外电子排布三原则
第一原则：能量最低原理
电子最先排布在能量低的轨道上，然后依次排布在能量较高的轨道上。
氢原子有很多轨道：1s、2s、2px、2py、2pz 等，但只有一个电子，应该填在哪？氦原子的电子呢？
1s
电子有“↑”和“↓”两种自旋运动状态，那么氦原子的电子有多种填法，应该选择哪一种填法呢？
一、基态原子核外电子排布规律
第二原则：泡利不相容原理
一个原子轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向必须相反(用“↓”“↑”表示)。例如，基态氦原子的轨道表示式为 。
因为 s，p，d，f 能级的原子轨道数分别为1，3，5，7 个，所以 s，p，d，f 各原子轨道分别最多能容纳 2，6，10，14 个电子。
什么叫轨道表示式？
一、基态原子核外电子排布规律
第二原则：泡利不相容原理
多电子原子中原子轨道的能量取决于电子层数和能级种类。
电子层数和能级种类都相同的原子轨道能量相同。
这样的轨道称为简并轨道。
可以用电子排布式或轨道表示式来表示核外电子排布：
P12 方法引导
核外电子没有区别，排布式仅仅为了研究方便。
一、基态原子核外电子排布规律
一、基态原子核外电子排布规律
【思考】基态碳原子的核外电子排布式和轨道表达式如何书写？
电子排布式：1s22s22p2
轨道表达式：
你认为 2p 轨道上的两个电子应该采取哪种排布方式？
一、基态原子核外电子排布规律
第三原则：洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。这就是洪特规则。如碳原子的轨道表示式不是 ，而是 。
【练习】通过基态原子核外电子排布三个原则，写出下列元素的电子排布式：
Be： B： O： Ne：
Na： Al： Ar：
1s22s2
1s22s22p4
1s22s22p6
1s22s22p1
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p1
1s22s22p63s23p6
判断正误
(1)基态氮原子的电子排布式为1s22s12p4，违背了能量最低原理( )
(2)基态O原子中轨道表示式为 ，违反了洪特规则( )
(3)基态K原子的简化电子排布式为4s1( )
(4)基态6C原子的电子排布式为 ( )
(5)3d6的轨道表示式为 ( )
×
×
√
√
×
二、基态原子的核外电子排布式书写
【思考】基态原子轨道排布的方式就是随原子序数逐能级递增排列吗？
从第 3 层开始，轨道能量交错排列，出现 “ 能级交错 ” 现象。
随着原子序数的递增，基态原子的“外层电子”按照箭头的方向
依次排布在个原子轨道上，这一规律被称作构造原理。
轨道能量：ns < (n-2)f < (n-1)d < np
【练习】请根据构造原理，写出下列元素电子排布式：
26Fe、24Cr、29Cu
电子排布式书写注意事项
1. 排布与书写并不一致
虽然电子排布是遵循能量最低原则的，但书写电子排布式时应按照电子层的顺序书写。
轨道的能量高低顺序并不代表电子填充后各轨道的能量高低顺序。
如 Fe 的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不是1s22s22p63s23p64s23d6。
电子排布式书写注意事项
2. 特殊原子的电子排布式
有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满(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：
铬原子 1s22s22p63s23p63d44s2（错） 1s22s22p63s23p63d54s1（对）
铜原子 1s22s22p63s23p63d94s2（错） 1s22s22p63s23p63d104s1（对）
电子排布式书写注意事项
3. 简化电子排布式
为避免电子排布式书写繁琐，可把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“[ ]”表示。
如S： ，Ca： ，Ge： 。
[Ne]3s23p4
[Ar]4s2
[Ar]3d104s24p2
电子排布式书写注意事项
4. 离子的电子排布式
(1)原子失去电子转化为阳离子：失电子的顺序与电子填入的顺序有所不同，失电子时，首先失去的是最外电子层上的电子，同层则按能级由高到低失电子。
如：Fe3+：1s22s22p63s23p63d5，而不是1s22s22p63s23p64s23d3
(2)原子得到电子转化为阴离子：得到的电子填入原子轨道的顺序与基态原子电子的排布顺序相同。
如：35Br－：1s22s22p63s23p63d104s24p6
电子排布式书写注意事项
5. 价电子
(1)定义：与元素的化学性质密切相关的外层轨道上的电子，称为价电子。
(2)规律：主族元素价电子数等于主族族序数。
(3)元素原子的价电子排布式不一定是最外层的电子排布式：主族元素的价电子排布式是最外层电子排布式，过渡元素的最外层是价电子，但有的内层电子也是价电子，如Fe原子价电子排布式为3d64s2。
总结归纳
一、基态原子核外电子排布规律
①能量最低原则
②泡利不相容原理
③洪特规则
二、电子排布式书写注意事项
①排布与书写并不一致
②特殊原子的电子排布式
③简化电子排布式
④离子的电子排布式
⑤价电子排布式
判断正误
(1)1～36号元素中基态Cr原子未成对电子数最多( )
(2)基态铜原子的简化电子排布式为[Ar]3d94s2( )
(3)基态Sc原子的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p64s23d1( )
(4)第4周期中原子最外层仅有1个电子的元素只有K( )
几种问法要看清：轨道式、基态电子排布式、价电子排布式、简化电子排布式、原子结构示意图、电子式
√
×
×
×
应用体验
1.按要求填空。
(1)O元素基态原子电子排布式：_________。
(2)Na元素基态原子的轨道表示式：_________________________。
(3)Ca元素基态原子电子排布式：________________。
(4)基态硼原子的轨道表示式为____________________，核外电子共有___种自旋状态，有___个未成对电子，有___对成对电子。
1s22s22p4
1s22s22p63s23p64s2
1 2
5
应用体验
2.氧元素基态原子核外未成对电子数有___个，写出3p轨道上只有2个未成对电子的原子的元素符号：_______，M层上有2对成对电子的原子最外层共有____种不同自旋状态的电子。
6
2
Si或S
应用体验
1.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：
⑥
①④⑤
②
③
应用体验
2.按要求写出下列原子的电子排布式或轨道表示式。
(1)基态硫原子的轨道表示式：____________________________________。
(2)基态Mn原子的简化电子排布式：__________。
(3)基态As原子最外层电子的轨道表示式：_______________。
(4)基态Ge原子的电子排布式：___________________________________。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为____________________________。
[Ar]3d54s2
1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)
1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
跟踪强化
1、下列各原子或离子的电子排布式或轨道表示式表示正确的是( )
A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B．F－：1s22s23p6
C．P：最外层电子轨道表示式为
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
A
跟踪强化
2、已知元素 X 的原子最外层电子排布式为 nsn－1npn＋2，则 X 元素的原子序数为
( )
A．9 B．10 C．17 D．18
C
跟踪强化
3、若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p x 2 3p y 1，它违背了( )
A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理
C．能量最低原则 D．洪特规则
D