1.1.2構(gòu)造原理與電子排布式課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)

課時(shí)2構(gòu)造原理與電子排布式衡陽(yáng)市八中高二化學(xué)備課組

何燁能量量子化原子光譜能層能級(jí)原子結(jié)構(gòu)示意圖問(wèn)題：核外電子在能層中依據(jù)什么規(guī)律排布？回顧舊知核外電子在能層中的排布規(guī)律：(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，

然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子。(3)原子最外層電子數(shù)目不能超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)

不能超過(guò)2個(gè)電子)?；仡櫯f知能量量子化原子光譜能層能級(jí)原子結(jié)構(gòu)示意圖問(wèn)題：核外電子在能級(jí)中依據(jù)什么規(guī)律排布？回顧舊知請(qǐng)畫(huà)出1～18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合已有的能級(jí)知識(shí)，分析核外電子在能級(jí)中的排布規(guī)律。任務(wù)一：能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)結(jié)合H、He的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，電子首先填入能量最低的1s能級(jí)，直至將該能級(jí)填滿(mǎn)。電子在能級(jí)中的排布規(guī)律2電子在能級(jí)中排布規(guī)律對(duì)于Li和Be，當(dāng)1s能級(jí)填滿(mǎn)之后，電子優(yōu)先填入能量較低的2s能級(jí)，直至填滿(mǎn)。能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)2電子在能級(jí)中的排布規(guī)律2電子在能級(jí)中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)22電子在能級(jí)中的排布規(guī)律對(duì)于B至Ne元素，在1s、2s能級(jí)填滿(mǎn)后，電子填入2p能級(jí)，直至2p能級(jí)填滿(mǎn)。6電子在能級(jí)中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226電子在能級(jí)中的排布規(guī)律對(duì)于Na至Ar元素，電子首先填入3s能級(jí)。填滿(mǎn)后，繼續(xù)填入3p能級(jí)，直至3p能級(jí)填滿(mǎn)。26電子在能級(jí)中排布規(guī)律1s2s3s2p3p電子在能級(jí)中排布規(guī)律根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，請(qǐng)分析K中電子填入的能量最高的能級(jí)，并說(shuō)明判斷的依據(jù)。最外層電子數(shù)不能多于8根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，畫(huà)出K的原子結(jié)構(gòu)示意圖。分析K中電子填入的能量最高的能級(jí)，并說(shuō)明判斷的依據(jù)。+19289+192881最外層電子數(shù)不能多于8任務(wù)二能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4fNa22611s2s2p3s3p（1）討論基態(tài)鈉原子核外電子在能級(jí)中的排列情況？核外電子在能級(jí)中排布順序：提出問(wèn)題能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226261總結(jié)：核外電子在能級(jí)中的排布順序：1s2s3s2p3p4s電子在能級(jí)中的排布規(guī)律電子在能級(jí)中排布規(guī)律能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2261s2s2p3s3pKCa基態(tài)K和Ca核外電子在能級(jí)中的排列情況如何？2614s能級(jí)交錯(cuò)核外電子在能級(jí)中排布順序：電子并不是總是填滿(mǎn)一個(gè)能層后再填入下一個(gè)能層光譜學(xué)事實(shí)提出問(wèn)題能級(jí)交錯(cuò)：

填充電子時(shí)從第3電子層開(kāi)始出現(xiàn)此現(xiàn)象，如：E4s<E3d，E5s<E4d，E6s<E4f<E5d。源于光譜學(xué)事實(shí)構(gòu)造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)遞增,電子并不總是填滿(mǎn)一個(gè)能層后再開(kāi)始填入下一個(gè)能層,如電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的,這種現(xiàn)象被稱(chēng)為能級(jí)交錯(cuò)。電子在能級(jí)中排布規(guī)律1、定義：以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序被稱(chēng)為構(gòu)造原理。

一、構(gòu)造原理每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)能層每一小圈對(duì)應(yīng)一個(gè)能級(jí)各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數(shù)遞增而增加的電子填入能級(jí)的順序76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

電

子

填

充

順

序

圖構(gòu)造原理規(guī)律：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d存在著能級(jí)交錯(cuò)“烤羊肉串”法結(jié)論：構(gòu)造原理的能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象很好的解釋了電子排布規(guī)律，最外層電子數(shù)目最多不超過(guò)8個(gè)（K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)）。次外層最多容納的電子不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過(guò)32個(gè)。1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p【思考】：有何規(guī)律？構(gòu)造原理規(guī)律：ns(n-2)f(n-1)d

np（2）構(gòu)造原理規(guī)律第七能級(jí)組

7s5f6d7p

第六能級(jí)組

6s4f5d6p第五能級(jí)組

5s4d5p第四能級(jí)組

4s3d4p第三能級(jí)組

3s3p

第二能級(jí)組

2s2p第一能級(jí)組

1s能級(jí)交錯(cuò)科學(xué)家鮑林Pauling經(jīng)過(guò)計(jì)算，將原子軌道劃分為七個(gè)能級(jí)組：構(gòu)造原理規(guī)律：ns(n-2)f(n-1)d

np

特別提醒:構(gòu)造原理的順序是電子進(jìn)入基態(tài)原子軌道的填入順序，而不是原子軌道的能量高低順序，按照構(gòu)造原理順序填充電子可使原子的總能量最低。例如:過(guò)渡元素的3d和4s的填充順序和能量順序相反?！締?wèn)題探究】根據(jù)構(gòu)造原理各能級(jí)能量高低順序有何規(guī)律？1、同一能層不同能級(jí):EnsEnp

EndEnf2、同類(lèi)能級(jí):n值越大，能級(jí)組能量越高3、Ens

E(n-2)f

E(n-1)dEnp（能量交錯(cuò)），當(dāng)n≥()時(shí),出現(xiàn)d,當(dāng)n≥()時(shí)出現(xiàn)f。能級(jí)交錯(cuò)＜＜＜＜＜＜46二、電子排布式1、定義：能層低的能級(jí)寫(xiě)在左邊，依次書(shū)寫(xiě)能層高的能級(jí)，能級(jí)的右上角標(biāo)注排布的電子數(shù)。1s2能層能級(jí)能級(jí)容納電子數(shù)Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級(jí)上排布的電子數(shù)能級(jí)符號(hào)2.書(shū)寫(xiě)方法：①先按構(gòu)造原理從低到高排列；

②后將同能層的能級(jí)移到一起?！纠}】寫(xiě)出下列元素原子的電子排布式：C、O、Al、P依據(jù)構(gòu)造原理：①明確能級(jí)高低

1s

2s

2p

3s

3p

②按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級(jí)中Al1s22s22p63s23p1P1s22s22p63s23p3C1s22s22p2O1s22s22p42、電子排布式書(shū)寫(xiě)(1)簡(jiǎn)單原子的電子排布式（前20號(hào)元素）（2）復(fù)雜原子的電子排布式（前36號(hào)元素）

對(duì)于較復(fù)雜原子的電子排布式，應(yīng)先按構(gòu)造原理從低到高排列，然后將同能層的能級(jí)移到一起。如26Fe，先排列為

，然后將同一能層的能級(jí)排到一起，即該原子的電子排布式為_(kāi)______________________。1s22s22p63s23p64s23d61s22s22p63s23p63d64s2N1s22s22p3Si1s22s22p63s23p2

【練習(xí)】寫(xiě)出N、Si、V、Br、Zn的電子排布式依據(jù)構(gòu)造原理①明確能級(jí)高低

1s

2s

2p

3s

3p4s3d②填入能級(jí)電子數(shù)③同能層的能級(jí)移到一起Zn1s22s22p63s23p63d104s2Br1s22s22p63s23p63d104s24p5V1s22s22p63s23p63d34s2注：能級(jí)電子排布全充滿(mǎn)(p6、d10、f14)、半充滿(mǎn)(p3、d5、f7)或全空時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。24Cr

1s22s22p63s23p63d4

4s2

1s22s22p63s23p6

3d5

4s129Cu

1s22s22p63s23p63d9

4s2

1s22s22p63s23p6

3d10

4s1

并不是所有基態(tài)原子的核外電子都符合構(gòu)造原理。構(gòu)造模型是理想化了的，但理想化是許多科學(xué)的共同點(diǎn)，是建立模型所必需的。半充滿(mǎn)全充滿(mǎn)【練習(xí)】寫(xiě)出Cr、Cu的電子排布式課堂練習(xí)3：寫(xiě)出下列基態(tài)原子的電子排布式：

24Cr:_______________________

29Cu：_______________________

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d94s2

當(dāng)p、d、f

能級(jí)處于全空、全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。全充滿(mǎn)半充滿(mǎn)Cr和Cu電子排布式不符合構(gòu)造原理，構(gòu)造理論是一個(gè)被理想化了的思維模型，是個(gè)假想過(guò)程。要求：寫(xiě)出1~36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式。

記前36號(hào)元素核電荷數(shù)、名稱(chēng)、元素符號(hào)。(課后作業(yè))??1-10號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱(chēng)元素符號(hào)電子排布式K

L

MNO1氫H1s12氦He1s23鋰Li1s22s14鈹Be1s22s25硼B(yǎng)1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p49氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611-18號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱(chēng)元素符號(hào)電子排布式KLMNO11鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p417氯Cl1s22s22p63s23p518氬Ar1s22s22p63s23p6練習(xí)：請(qǐng)寫(xiě)出19-25號(hào)元素基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式、26-30號(hào)元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式練習(xí)：請(qǐng)寫(xiě)出19-30號(hào)元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式原子序數(shù)元素名稱(chēng)元素符號(hào)電子排布式KLMNO19鉀K1s22s22p63s23p64s120鈣Ca1s22s22p63s23p64s221鈧Sc1s22s22p63s23p63d14s222鈦Ti1s22s22p63s23p63d24s223釩V1s22s22p63s23p63d34s224鉻Cr1s22s22p63s23p63d44s225錳Mn1s22s22p63s23p63d54s226鐵Fe1s22s22p63s23p63d64s227鈷Co1s22s22p63s23p63d74s228鎳Ni1s22s22p63s23p63d84s229銅Cu1s22s22p63s23p63d94s230鋅Zn1s22s22p63s23p63d104s23d54s13d104s1不符合構(gòu)造原理構(gòu)造原理是被理想化的構(gòu)造原理具有一定的局限性，對(duì)于個(gè)別特殊的過(guò)渡元素（24Cr、29Cu）核外電子的排布并不適用。【練習(xí)】寫(xiě)出10Ne和11Na的電子排布式依據(jù)構(gòu)造原理①明確能級(jí)高低1s

2s

2p

3s

3p

書(shū)寫(xiě)時(shí)：1s22s22p6（Ne電子排布式）

1s22s22p63s1（Na電子排布式）【對(duì)比與發(fā)現(xiàn)】：你發(fā)現(xiàn)了什么？②填入能級(jí)電子數(shù)【對(duì)比】30Zn和18Ar的電子排布式①明確能級(jí)高低1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

30Zn：1s22s22p63s23p6

3d104s2（Zn電子排布式）

②填入能級(jí)電子數(shù)1s22s22p63s23p6

4s23d1018Ar：1s22s22p63s23p6

（Ar電子排布式）你發(fā)現(xiàn)了什么？[Ar]3d104s2簡(jiǎn)化為Zn1s22s22p63s23p63d104s2

簡(jiǎn)化電子排布式：[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同簡(jiǎn)化為:如：Na：1s22s22p63s1［稀有氣體元素符號(hào)］+余下電子排布該元素前一個(gè)周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)（3）簡(jiǎn)化電子排布式

為了避免電子排布式過(guò)于繁瑣，我們可以把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)來(lái)表示。為了避免電子排布式過(guò)于繁瑣，可以簡(jiǎn)化為[稀氣元素符號(hào)]+剩余能級(jí)電子排布來(lái)表示。Li1s22s1O1s22s22p4

F1s22s22p5Si1s22s22p63s23p2

P1s22s22p63s23p3K1s22s22p63s23p64s1Cr1s22s22p63s23p63d54s1

Br1s22s22p63s23p63d104s24p5

[Ｘ]簡(jiǎn)稱(chēng)“原子實(shí)”,表示內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體（上一周期）結(jié)構(gòu)的部分[He]2s1[He]2s22p4

[He]2s22p5[Ne]

3s23p2

[Ne]

3s23p3

[Ar]

4s1

[Ar]

3d54s1

[Ar]

3d104s24p5

19K1s22s22p63s23p6

4s1Ar簡(jiǎn)化K：[Ar]4s1[Ｘ]簡(jiǎn)稱(chēng)“原子實(shí)”①方括號(hào)[]里的符號(hào)的意義是：該元素前一個(gè)周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)②方括號(hào)后的電子層稱(chēng)為價(jià)電子層(3)簡(jiǎn)化電子排布式26Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar簡(jiǎn)化Fe：[Ar]3d64s2[Ar]3d104s2表示Zn的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ar的核外電子排布相同簡(jiǎn)化為再如：Zn1s22s22p63s23p63d104s2

為突出化合價(jià)與電子排布式的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱(chēng)為價(jià)電子層。P11價(jià)層電子排布式價(jià)電子層［稀有氣體元素符號(hào)]+余下電子排布[Ｘ]簡(jiǎn)稱(chēng)“原子實(shí)”Fe：[Ar]3d64s2（1）“價(jià)電子層”定義：為突出化合價(jià)與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱(chēng)為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層)。（2）價(jià)電子的位置：①對(duì)于主族元素和零族元素來(lái)說(shuō)，價(jià)電子即最外層電子。表示方法：nsx或nsxnpy

②對(duì)于副族和第VIII族元素來(lái)說(shuō)，價(jià)電子除最外層電子外，還可能包括次外層電子3.價(jià)層電子排布式如：Cl的價(jià)層電子排布式為3s23p5；化合價(jià)為-1、+7…如：Mn的價(jià)層電子排布式為3d54s2。

化合價(jià)為+7,+2….課堂練習(xí)4：

請(qǐng)寫(xiě)出Na、Al、Cl、Mn、Br的簡(jiǎn)化電子排布式和價(jià)層電子排布。副族元素的價(jià)層電子，除最外層電子外，還可包括次外層電子。主族元素的價(jià)層電子指最外層電子Na：[Ne]3s1

Al：[Ne]3s23p1Cl：[Ne]3s23p5Mn：[Ar]3d54s2Br：[Ar]3d104s24p5價(jià)電子層：為突出化合價(jià)與電子排布式的關(guān)系，

將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)，

稱(chēng)為價(jià)電子層（簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層）課本P11同一族元素的價(jià)電子排布不一定相同，如第Ⅷ族中部分元素的價(jià)電子排布也不相同。(11)24Cr:

；(12)26Fe:

；(13)29Cu:

；(14)32Ge：__________________3s13s23s23p13s23p23d54s13d64s23d104s1(1)11Na:

；(2)12Mg:

。(9)13Al

:

；(10)14Si:

；練習(xí)：試寫(xiě)出下列原子的價(jià)層電子排布式4s24p23.價(jià)層電子排布式

通常元素周期表只給出價(jià)層電子排布。Li1s22s1[He]2s1O1s22s22p4

[He]2s22p4

F1s22s22p5[He]2s22p5Si1s22s22p63s23p2

[Ne]

3s23p2

P1s22s22p63s23p3[Ne]

3s23p3K1s22s22p63s23p64s1[Ar]

4s1

Cr1s22s22p63s23p63d54s1

[Ar]

3d54s1Zn1s22s22p63s23p63d104s2[Ar]

3d104s2

2s12s22p4

2s22p53s23p23s23p34s13d54s13d104s2

(1)判斷該原子變成離子時(shí)會(huì)得到電子或失去電子數(shù)。(2)原子失去電子時(shí)，總是優(yōu)先失去最外層電子。（一般來(lái)說(shuō)，主族元素只失去最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能會(huì)進(jìn)一步失去內(nèi)層電子。）(3)原子得到電子形成陰離子時(shí)，得到的電子填充在最外層的能級(jí)上。(4)離子最外層電子可能超過(guò)8個(gè)如：Cl－

電子排布式為1s22s22p63s23p6Zn2+電子排布式為1s22s22p63s23p63d104、離子的電子排布式的書(shū)寫(xiě)：請(qǐng)寫(xiě)出S2-、Cu2+、Fe2+、Fe3+離子的電子排布式？S2-

：1s22s22p63s23p6Cu2+

：1s22s22p63s23p63d9Fe2+

：1s22s22p63s23p63d6Fe3+

：1s22s22p63s23p63d5課堂練習(xí)1、原子失去電子時(shí)，總是優(yōu)先失去最外層電子。一般來(lái)說(shuō)，主族元素只失去最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能會(huì)進(jìn)一步失去內(nèi)層電子。2、原子得到電子形成陰離子時(shí)，得到的電子填充在最外層的能級(jí)上。3、離子最外層電子可能超過(guò)8個(gè)構(gòu)造原理電子排布式核外電子的填充順序?qū)嵸|(zhì)：各能級(jí)的能量高低順序能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象基態(tài)原子的電子排布式的書(shū)寫(xiě)價(jià)層電子排布式的書(shū)寫(xiě)離子的電子排布式的書(shū)寫(xiě)課堂小結(jié)能量量子化原子光譜能級(jí)構(gòu)造原理簡(jiǎn)化電子排布式1s22s22p63s2電子排布式價(jià)層電子排布式【Ar】4s14s1原子實(shí)，表示內(nèi)層電子價(jià)層電子，決定化學(xué)性質(zhì)表示方法核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)規(guī)律能層原子結(jié)構(gòu)示意圖K+1928813p64s1小結(jié)

電子排布式的書(shū)寫(xiě)1．簡(jiǎn)單原子的電子排布式(1)按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級(jí)中。如(2)簡(jiǎn)化電子排布式：把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)來(lái)表示。如Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1，其中第一、二電子層與Ne(1s22s22p6)的結(jié)構(gòu)相同，所以其電子排布式可簡(jiǎn)化為[Ne]3s1；K的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。微粒電子排布式微粒電子排布式C1s22s22p2Ne1s22s22p6Cl1s22s22p63s23p5K1s22s22p63s23p64s1小結(jié)課后練習(xí)：下列化學(xué)用語(yǔ)的應(yīng)用<zzd>錯(cuò)誤</zzd>的是(@45@)。

A課后練習(xí)：某元素原子3d軌道上有5個(gè)電子，則該原子最外層電子的排布可能是（

）A.4s1B.4s24p1C.4s24p3D.3s23p63d5

A課后練習(xí)：下列原子或離子核外電子排布不屬于基態(tài)排布的是（

）A.N:1s22s22p3B.S2-:1s22s22p63s23p6C.Na:1s22s22p53s2D.Si:1s22s22p63s23p2C

D1、下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化學(xué)用語(yǔ)，不能表示氯離子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、構(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序，實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低。若以E(nl)表示某能級(jí)的能量，以下各式中正確的是（）

A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB