2018_2019版高中化学第1章原子结构第2节原子结构与元素周期表第1课时课件鲁科版选修3.ppt

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1、第1课时 基态原子的核外电子排布,第1章 第2节 原子结构与元素周期表,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136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。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.能量最低原则 (1)能量最低原理 基态原子的核外电子在各个原子轨道上的排布方式应 使整个原子体系的能量 。 (2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序： 随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外 电子排布遵循如图所示顺序。 电子所排的能级顺序：1s、2s、2p

2、、3s、3p、4s、 、 4p、5s、 、5p、6s、 、 、6p、7s，这是从 实验得到的规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。,一、基态原子的核外电子排布原则,最低,3d,4d,4f,5d,相关视频,2.泡利不相容原理 泡利不相容原理的内容：一个原子轨道中最多只能容纳 个电子，而且这 个电子的自旋方向必须 (用“”“”表示)。例如，基态氦原子的轨道表示式为 。 根据泡利不相容原理，可以获得以下几个重要结论： (1)每一种运动状态的电子只能有 个。 (2)由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳 自旋方向 的电子。,两,相反,两,一,两个,相反,(3)因为s，p

3、，d，f能级的原子轨道数分别为 , , , 个，所以s，p，d，f各原子轨道分别最多能容纳 , , , 个电子。 (4)每个电子层中原子轨道的总数为 个，因此，每个电子层最多能容纳个电子。 3.洪特规则 (1)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_ 并且自旋方向 。这就是洪特规则。如碳原子的轨道表示式不 是 ，而是 。,2 6 10 14,n2,2n2,不同,的轨道,相同,1,3,5,7,(2)能量相同的原子轨道在 (如p6和d10)、 (如p3和d5)和_ (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。如下列基态原子的电子排布式的书写：错误 正确

4、 铬原子 1s22s22p63s23p63d44s2 _ 铜原子 1s22s22p63s23p63d94s2 _,全充满,半充满,全空,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d104s1,原子核外电子排布要遵循三个原则 (1)能量最低原则：电子在原子轨道上的排布要尽可能地使原子的能量最低。 (2)泡利不相容原理：每个原子轨道中最多只能容纳两个电子且这两个电子的自旋方向必须相反(同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子)。 (3)洪特规则：当电子排布在相同能量的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。 提醒 基态原子核外电子排布必须同时遵循核

5、外电子排布三原则。,例1 “各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的两倍”，支撑这一结论的理论是 A.构造原理 B.泡利不相容原理 C.洪特规则 D.能量最低原理,解析 根据泡利不相容原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋状态相反的电子，所以每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B符合题意。,答案,解析,例2 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)E(4s)E(4f)E(3d),解析 根据构造原理，各能级能量的大小顺序由低到高为1s、2s、2p、3s、3p

6、、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，所以C项错误。,答案,解析,例3 在能量相同的d轨道中电子排布成 ，而不排布成,解析 洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。,答案,解析,，最直接的依据是,A.能量最低原则 B.泡利不相容原理 C.原子轨道能级图 D.洪特规则,书写基态原子的轨道表示式时，要兼顾三条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误： 违反泡利不相容原理： ； 违反洪特规则： 或 ； 违反能量最低原则： 。,易错警示,1.电子排布

7、式 (1)价电子 定义：与元素的 密切相关的 轨道上的电子，称为价电子。 规律：主族元素价电子数 主族族序数。,二、原子核外电子排布的表示方法,化学性质,外层,等于,(2)按要求填表：,1s22s22p63s23p4,1s22s22p63s23p64s2,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,3s23p4,4s2,3d64s2,3d104s1,4s24p2,2.轨道表示式 (1)用一个小圆圈(或方框)表示一个原子轨道，在圆圈(或方框)内用箭头“”或“”标明原子核外电子排布的式子称为轨道表示式

8、。 以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义为,(2)写出下列原子的轨道表示式： O： ； Na： 。 (3)在轨道表示式中也可以用方框表示一个原子轨道，如Na：。,3.原子结构示意图 (1)原子结构简(示意)图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线内数字表示该电子层中的电子数。 (2)写出下列原子或离子的结构示意图： K： ；Fe： ； Mg2： ；Cl： 。,(1)主族元素原子的最外层电子称为价电子。过渡元素原子的价电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子。 (2)电子排布式书写注意问题 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

9、子层的顺序书写。如铁原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不写作1s22s22p63s23p64s23d6。 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：Ne3s23p4，Ca：Ar4s2，Fe：Ar3d64s2，Ge：Ar3d104s24p2。,离子的电子排布式 原子转化为离子有两种情况：一是由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；二是由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

10、与基态原子电子的排布顺序相同。 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。,提醒 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。,例4 下列有关核外电子排布式或轨道表示式不正确的是 A.24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1 B.K的简化电子排布式：Ar4s1 C.N

11、原子的轨道表示式： D.S原子的轨道表示式：,解析 S原子的轨道表示式违反了洪特规则，正确的应是 。,答案,解析,例5 按要求写出电子排布式、原子结构示意图或轨道表示式。 (1)基态Cu的电子排布式：_。,解析 基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去1个电子所得Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。,答案,解析,1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10),(2)基态P原子的价电子排布式：_。,3s23p3,解析 P原子最外层为第三层，且有5个电子，所以其价电子排布式为3s23p3。,(3)17Cl的轨道表示式

12、：_。,解析 Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，轨道表示式为。,(4)第4周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式：_。,Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1,解析 第4周期最外层只有1个电子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1。,答案,解析,(1)电子排布式的书写顺序与核外电子进入轨道的顺序不同。电子排布式的书写顺序按电子层由里到外和s、p、d的顺序，而核外电子进入轨道的顺序按照基态原子在原子轨道上的排布顺序。 (2)基态原子失电子时，由外层

13、向里层，同层则按能级由高到低顺序失电子。如Cr(Ar3d54s1)Cr3(Ar3d3),易错警示,学习小结,达标检测,1.以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是 A. B. C.1s2 D.,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 A项只能表示最外层电子数； B项只表示核外的电子分层排布情况； C项具体到各能层的电子数； 而D项包含了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。,6,2.以下电子排布式表示基态原子电子排布的是 A.1s22s22p63s13p3 B.1s22s22p63s23p63d104s14p1 C.1s22s22p63s23p63d24s1 D

14、.1s22s22p63s23p63d104s24p1,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p2，A错误； 基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p63d104s2，B错误； 基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p63d14s2，C错误；1s22s22p63s23p63d104s24p1符合原子核外电子排布规律，D正确。,6,3.下列微粒的核外电子的表示方法中正确的是 A.碳原子的轨道表示式： B.磷原子价电子轨道表示式： C.铬原子的价电子排布式：3d44s2 D.Fe2的电子排布式：1s22s22p63s23p63d44

15、s2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 A项表示C原子的轨道表示式，正确； B项不符合洪特规则； C项不符合洪特规则特例，应为3d54s1； D项Fe2应为Fe原子失去4s上的两个电子，而不是失去3d上的两个电子，应为1s22s22p63s23p63d6。,1,2,3,4,5,6,4.已知元素X的原子最外层电子排布式为nsn1npn2，则X元素的原子序数为 A.9 B.10 C.17 D.18,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 n12，则n3，即最外层电子排布式为3s23p5，为氯元素。,6,5.下列轨道表示式所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是,1,2,3,4,5,答案,解析

16、,6,解析 要使各原子能量处于最低状态(即基态)，核外电子必须遵循三大原则进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p轨道上，显然能量不是最低的； B项中2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低； C项中2p3为半充满状态，能量最低； D项中2p轨道未排满就排3s轨道，能量不是最低的。故正确答案为C。,1,2,3,4,5,6,6.(1)下列原子或离子的电子排布正确的是_(填序号，下同)，违反能量最低原则的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利不相容原理的是_。 Ca2：1s22s22p63s23p6 F：1s22s23p6 P： Cr：1s22s22

17、p63s23p63d44s2 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 Mg2：1s22s22p6 C：,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 根据核外电子排布规律，中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6； 中没有遵循洪特规则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，最外层的轨道表达式应为 ； 中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1； 中违反泡利不相容原理，正确的应为 。,1,2,3,4,5,6,(2)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。 Co基态原子核外电子排布式为_。 Fe3基态核外电子排布式为_。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 氮是7号元素，其价层电子的轨道表达式为 。 Co的原子序数为27，其基态原子核外电子的排布式为Ar3d74s2。 Fe3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。,Ar3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2),Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5),