第1章第2节第1课时基态原子的核外电子排布

第1章第2节课前预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关设计1设计2考点一考点二课堂10分钟练习课堂5分钟归纳课下30分钟演练第1课时返回返回返回第1课时基态原子的核外电子排布返回返回一、基态原子的核外电子排布原则1．能量最低原则(1)基态原子的核外电子总是尽可能排布在能量的原子轨道上，然后由里及外逐步排布在能量的原子轨道上。(2)基态原子核外电子轨道上的排列顺序为，该顺序适用于大多数基态原子的核外电子排布。低较高1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……返回2．泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳个电子，并且这两个电子的自旋方向必须。3．洪特规则(1)洪特规则：对于基态原子，电子在的轨道上排布时，应尽可能分占的轨道并且自旋方向。(2)洪特规则特例：通过分析光谱实验的结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在(d10)、(d5)和(d0)状态时，体系能量低，原子较稳定。相反能量相同不同相同全满半满全空两返回二、核外电子排布的表达方式1．电子排布式简写为nlx，其中n为，l为，并用其所对应的符号表示，x为。如氧原子的电子排布式可表示为。2．轨道表示式一般用(方框、短线)表示一个确定的，用“↑”或“↓”来区别不同的电子。如基态氧原子的轨道表示式可表示为主量子数角量子数电子数1s22s22p4小圆圈原子轨道ms。返回三、价电子1．定义与密切相关的原子轨道上的电子，称为。2．应用为了便于研究化学性质与的关系，人们常常只表示出原子的排布。如基态氮原子的价电子排布为。化学反应外层价电子核外电子价电子2s22p3返回1．2p能级上有2个未成对电子的元素是________。分析：2p能级上排有电子，说明1s,2s能级已排满，故2p能级上有2个未成对电子元素的轨道表示式为或，是碳元素或氧元素。答案：碳或氧返回2．价电子就是最外层电子吗？分析：不一定。价电子是指决定元素化学性质的电子。最外层电子是价电子，但有的内层电子也是价电子，如铁原子3d轨道上的电子也参与化学反应，也属于价电子。3．n值不同的原子轨道能量随n值增大而增大吗？分析：不一定。l相同时，n愈大，原子轨道能量越大，如E3pE2p。但n、l不同时，在原子中原子轨道能量产生交错现象，如E4sE3dE4p，E5sE4dE5p等。返回4．下列元素的原子电子排布式各违背了哪一规律？(1)6C：1s22s22p_______________________________，(2)21Sc：1s22s22p63s23p63d3_____________________，(3)22Ti：1s22s22p63s23p10_______________________。2x返回分析：(1)对于C原子来说，2p有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋方向相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则。(2)根据轨道能量高低顺序可知E4sE3d，对于21Sc来说，最后3个电子应先排满4s，再排3d，应为1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原则。(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。答案：(1)洪特规则(2)能量最低原则(3)泡利不相容原理返回返回1．能级(1)在多电子的原子中，同一电子层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。(2)在第n层中，能级的大小顺序是：EnsEnpEndEnf。(3)任一电子层的能级总是先从s能级开始，且该电子层的能级数等于该电子层序数。如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，依此类推。返回2．基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序返回3．能级交错现象(1)角量子数l相同时，主量子数n愈大，能级愈高，如E3pE2p。(2)n相同时，l愈大能级愈高，如E3dE3pE3s。(3)n、l不同时，在原子中的价电子在外层分布时存在能级交错现象。如E4sE3dE4p，E5sE4dE5p。(4)由于存在能级交错现象，故电子一般按ns、(n－2)f、(n－1)d、np顺序排布。返回[特别提醒]基态原子核外电子排布首先遵循能量最低原则，按照能级顺序，根据泡利不相容原理和洪特规则进行排布。返回[例1]A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩的相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________。返回(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。[解析]解决这类题一般先推出电子排布式，求出核电荷数。返回(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可表示如下：，可见该元素原子核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为26号元素Fe。返回(4)根据题意，E原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。[答案](1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1返回1～36号元素原子结构及核外电子排布的特殊性(1)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。(3)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(4)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。返回(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。(6)内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。(7)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)。返回1．核外电子排布的表示方法(1)电子排布式：①用核外电子分布的能级及各能级上的电子数表示电子排布的式子。电子排布式中各符号、数字的意义如下所示：(以K原子为例)返回②电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加方括号来表示，以简化电子排布式。例如：K：[Ar]4s1③元素的化学性质与价电子关系密切，人们常常只表示出原子的价电子排布。如铁原子3d64s2。返回(2)轨道表示式：①将每一个原子轨道用1个圆圈表示，在圆圈内用箭头标明核外电子的分布。例如Na的轨道表示式为②轨道表示式中各符号、数字的意义如下所示：(以Al原子为例)。返回2．注意问题(1)书写电子排布式时，不是按电子排布顺序书写，而是按电子层顺序，同一电子层的各能级连在一起。例Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，1s22s22p63s23p64s23d6错误。(2)在写基态原子的轨道表示式时，防止出现以下几种错误：①(违反泡利不相容原理)②(违反洪特规则)③(违反洪特规则)返回[例2]已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式(即电子排布图)，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是()返回[解析]本题考查电子排布表达方式，要与电子排布规则相联系，A、C违背了洪特规则，B违背了泡利不相容原理。[答案]D返回(1)熟练掌握该部分基态原子的电子排布式，同时记住较为特殊的24Cr、29Cu、47Ag的电子排布式的特点。三种原子的电子排布式：24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1。(2)在等价轨道上(同一能级)的电子排布全充满、半充满和全空状态具有较低的能量和较大的稳定性。24Cr的(n－1)d轨道为半充满状态，29Cu、47Ag的(n－1)d轨道为全充满状态。返回返回点击下图进入课堂10分钟练习返回(1)基态原子核外电子的排布遵循三个原则：能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则。(2)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s……(3)Cu、Cr的核外电子排布分别为[Ar]3d104s1、[Ar]3d54s1，与上述规则不符，这是洪特规则的特例。(4)外层原子轨道上的电子为价电子，S的价电子为3s23p4，Fe的价电子为3d64s2。返回点击下图进入课下30分钟演练