基态电子排布

基态原子的核外电子排布【学习目标】知道原子核外电子排布的规则，能用排布规则解释并表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布和价电子排布。1．能量最低原理：原子核外电子总是优先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。2．泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态相反的电子。如2s2上的电子排布图为↓↑2s，不能表示为↑↑2s。一、基态原子的核外电子排布规则各原子轨道的能量高低③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等：①相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf②形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s……2px=2py=2pz【思考感悟】(1)“n越大，能级的能量越高。”对吗？(2)为什么K原子的原子结构示意图不是基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序：【变式训练】比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。(1)2s________3s(2)2s________3d(3)3px________3pz(4)3p________3s(5)4f________6f(6)3d________4s＜＜＜＞＞=核外电子排布的原则1．能量最低原理：原子核外电子总是优先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。2．泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态相反的电子。如2s2上的电子排布图为↓↑2s，不能表示为↑↑2s。2．泡利不相容原理在一个原子轨道里最多只能容纳___个电子，而且自旋方向_______，用“_______”表示。2相反↓↑【思考】如何表示氮元素基态原子的核外电子排布？核外电子排布的表示方式：①电子排布式：将_______上所容纳的电子数标在该能级符号___________，并按照电子层从小到大的顺序排列的式子，称为电子排布式，如氢元素的电子排布式为：右上角能级【说明】书写电子排布式的格式：（1）元素符号；（2）轨道符号(带电子层数)；（3）电子个数（右上角）。电子层N：1s22s22p3②轨道表示式：用小圆圈(或方框、短线)表示一个确定的____________，用“↑”或“↓”来区别____________不同的电子。原子轨道自旋方向【说明】书写轨道表示式的格式（1）元素符号（2）轨道框（一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起）（3）电子及其自旋状态（4）轨道符号（在轨道框下面）。如何书写N原子的轨道表示式？3．洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如N原子的轨道表示式1s2s2p【注意】书写轨道表示式时，空轨道不能省略，如C的轨道表示式为原子实：为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如Cl:[Ne]3s23p5。【思考】除电子排布式和轨道表示式，我们还可用什么方式来表示核外电子排布？【练习1】写出Ne、Na、Mg的电子排布式及轨道表示式。【练习2】写出碳原子的电子排布式及轨道表示式。如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(√)[Cr：1s22s22p63s23p63d44s2(×)]Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(√)[Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(×)]4、洪特规则特例：当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0,d0)、半满(p3,d5,)、全满(p6,d10)时,体系能量最低，最稳定。【练习】下列元素原子的电子排布式违背哪一规律？(1)C1s22s22p22p(2)Sc1s22s22p63s23p63d3(3)Ti1s22s22p63s23p10【答案】(1)洪特规则(2)能量最低原理(3)泡利原理【互动探究】Ⅰ.写出(3)的正确的电子排布式。Ⅱ.若(2)中Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确，违反哪一条规则？【误区警示】(1)在书写基态原子的轨道表示式，常出现以下几种错误：(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。价电子：与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。主族元素的价电子排布为ns1~2过渡元素的价电子排布为(n-1)d1~10ns1~2【小结】原子的核外电子排布的表示方法1、原子结构示意图：2、电子排布式K：1s22s22p63s23p64s13、简化电子排布式K：[Ar]4s14、价电子排布式Al：3s23p15、轨道表示式特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。(2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。例3按要求填空。(1)11Na的电子排布式______________________________________。(2)20Ca的价电子排布式___________________________________。(3)35Br－的离子结构示意图________________________________________________________________________。(4)7N的电子排布图________________________________________________________________________。【思路点拨】本题在书写核外电子排布式时注意以下三点：(1)确定原子序数。(2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。(3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。【解析】本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，其价电子排布式为：4s2；35Br－的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为：；7N的电子排布式为：1s22s22p3，电子排布图为：【答案】(1)1s22s22p63s1(2)4s2【规律方法】(1)刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如(2)1～36号元素核外电子排布的特殊性①最外层只有1个未成对电子的元素：ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)，ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)，ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)；最外层有2个未成对电子的元素：ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)，ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)；最外层有3个未成对电子的元素：ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。②核外电子排布中，未成对电子数最多的元素：Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。变式训练3下列3d能级的电子排布图正确的是()解析：选B。A、D中同一个原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；C违反了洪特规则。