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（2019）選擇性必修2

第2課時(shí)構(gòu)造原理與電子排布式第一章原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過閱讀課本8-11頁(yè)1、了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理。2、掌握1~36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子的排布式?！局仉y點(diǎn)】1~36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布式的書寫，核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述。一、構(gòu)造原理與電子排布式1.構(gòu)造原理(1)含義：以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱為構(gòu)造原理。(2)構(gòu)造原理示意圖能量升高能量升高能層能級(jí)順序根據(jù)12號(hào)元素鎂的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)標(biāo)出能層上的能級(jí)符號(hào)，并將能級(jí)上所含有的電子數(shù)標(biāo)在能級(jí)符號(hào)的右上角1S22S2

2P63S2這就是鎂的核外電子排布式2.電子排布式(1)表示方法按照構(gòu)造原理，電子填滿了一個(gè)能級(jí)，開始填入下一個(gè)能級(jí)，由此構(gòu)建了元素周期系中各元素的基態(tài)原子的電子排布。將能級(jí)上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級(jí)符號(hào)右上角，并按照能層從左到右的順序排列的式子叫電子排布式。根據(jù)已有知識(shí)寫出鉀的可能原子結(jié)構(gòu)示意圖和核外電子排布式1S22S22P63S23P63d11S22S22P63S23P64S1或多電子原子中，電子優(yōu)先排能量更低能級(jí)，然后依次排布在能量搞得能級(jí)上。構(gòu)造原理規(guī)律：1s---2s---2p---3s---3p--4s--3d—4p--5s--4d---5p---6s(2)能級(jí)交錯(cuò)構(gòu)造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)遞增，電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開始填入下一個(gè)能層的。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)象被稱為能級(jí)交錯(cuò)。例如，21號(hào)元素鈧(Sc)的電子排布式，最后兩個(gè)能級(jí)的填充順序?yàn)?s23d1，但是在書寫電子排布式時(shí)應(yīng)寫為3d14s2。源于光譜學(xué)事實(shí)能級(jí)交錯(cuò)規(guī)律：1s---2s---2p---3s---3p--4s--3d—4p--5s--4d---5p---6s如Al原子的電子排布式：能級(jí)上的電子數(shù)能層能級(jí)注意：在書寫電子排布式時(shí)，一般情況下，能層低的能級(jí)要寫在左邊，而不是按照構(gòu)造原理順序書寫。2.電子排布式例：鐵(Fe)1s22s22p63s23p64s23d51s22s22p63s23p63d54s2記憶規(guī)律：np-(n+1)s--nd(n大于等于3）

（n-1)d--np--(n+1)s--(n-1)f((n大于等于5）3.簡(jiǎn)化電子排布式將電子排布式中的內(nèi)層電子排布用相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)加方括號(hào)來表示而得到的式子稱為簡(jiǎn)化電子排布式。如氮、鈉、鈣的簡(jiǎn)化電子排布式分別為

、

、

。[He]2s22p3[Ne]3s1[Ar]4s2

構(gòu)造原理作為一個(gè)理論模型，具有一定的局限性。對(duì)于個(gè)別特殊的過渡元素核外電子的排布并不適用。能級(jí)排布順序1s2s2p3s3p4s3d4p29Cu22626110

鉻、銅的電子排布源于光譜學(xué)事實(shí)，是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)得到，不符合構(gòu)造原理。當(dāng)理論與客觀事實(shí)出現(xiàn)矛盾時(shí)，必須遵循客觀事實(shí)。半充滿能級(jí)排布順序1s2s2p3s3p4s3d4p24Cr2262615全充滿當(dāng)p、d、f能級(jí)處于全空、全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。例：鐵(Fe)1s22s22p63s23p64s23d51s22s22p63s23p63d54s22、書寫電子排布式?特別提醒：能層低的能級(jí)要寫在左邊，而不是按照構(gòu)造原理順序書寫。

4.價(jià)層電子排布為突出

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)稱為

(簡(jiǎn)稱價(jià)層)，通常，元素周期表只給出

?；蟽r(jià)價(jià)電子層價(jià)層電子排布通常元素周期表只給出價(jià)層電子排布原子ONaAlMnBr簡(jiǎn)化電子排布式[He]2s22p4

[Ne]3s1[Ne]3s23p1[Ar]3d5

4s2[Ar]4s24p5價(jià)層電子排布式2s22p4

3s13s23p13d5

4s24s24p5①主族元素原子：②過渡元素原子：價(jià)電子

=

最外層電子價(jià)層電子排布式為：ns1~2或ns2np1~5價(jià)電子一般包括最外層的電子和次外層的電子價(jià)層電子排布式為：(n-1)d1~10ns1~2注意：

價(jià)電子不一定就是最外層電子練習(xí).根據(jù)構(gòu)造原理，寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式和價(jià)層電子排布。(1)9F：

；(2)16S：

；(3)19K：

；(4)21Sc：

；

(5)26Fe：

。1s22s22p5

[He]2s22p5

2s22p51s22s22p63s23p4

[Ne]3s23p4

3s23p41s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

4s11s22s22p63s23p63d14s2

[Ar]3d14s2

3d14s21s22s22p63s23p63d64s2

[Ar]3d64s2

3d64s25、離子的電子排布式先寫原子的電子排布式，再考慮得失電子的情況O2-：先寫O原子的電子排布式為1s22s22p4

，再_________，所以O(shè)2-的電子排布式為_________。1s22s22p6得2個(gè)電子Fe1s22s22p63s23p63d64s2

Fe2+1s22s22p63s23p63d6Fe3+1s22s22p63s23p63d5【練習(xí)】請(qǐng)寫出K+、S2-、29Cu2+

離子的電子排布式？K+

：1s22s22p63s23p6S2-

：1s22s22p63s23p6Cu2+

：1s22s22p63s23p63d9由外層向里層失去電子，同層則按能級(jí)由高低的順序失電子小結(jié)※練習(xí)根據(jù)構(gòu)造原理，寫出1~18號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式。F1s22s22p5O1s22s22p4N1s22s22p3C1s22s22p2B1s22s22p1Be

1s22s2Li

1s22s1He

1s2H

1s1Ne1s22s22p6Si1s22s22p63s23p2Al1s22s22p63s23p1Mg

1s22s22p63s2Na1s22s22p63s1Cl

1s22s22p63s23p5S1s22s22p63s23p4Ar1s22s22p63s23p61-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO1氫H1s12氦He1s23鋰Li1s22s14鈹Be1s22s25硼B(yǎng)1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p41s1~2

1s22s1~22p1~6

原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p41s22s22p63s1~23p1~6原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO17氯Cl18氬Ar19鉀K

20鈣Ca

21鈧Sc22鈦Ti

4s1

4s2

4s2

3d11s22s22p63s23p51s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d24s2能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO23釩V24鉻Cr25錳Mn26鐵Fe27鈷Co28鎳Ni29銅Cu30鋅Zn1s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d44s2×3d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d94s2×3d104s11s22s22p63s23p63d104s2不符合構(gòu)造原理構(gòu)造原理是被理想化的原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO31鎵Ga32鍺Ge33砷As34硒Se35溴Br36氬Ar1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6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。練習(xí)：請(qǐng)寫出寫出25Mn、23V基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式，試推測(cè)25Mn、23V兩種元素可能的化合價(jià)。25Mn:3d54s2Mn元素常見化合價(jià)有：+2、+3、+4、+5、+6、+723V:3d34s2V元素常見化合價(jià)有：+2、+3、+4、+5能層、能級(jí)中的電子能量關(guān)系：英文字母相同的能級(jí)中，能層序數(shù)越大，電子能量越高.如E1s＜E2p＜E3d＜E4f電子能量高低比較從第三能層開始出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象，能級(jí)交錯(cuò)排列的順序即電子能量由低到高的順序，即Ens＜E(n-2)f＜E(n-1)d＜Enp能層和能級(jí)都相同時(shí)，電子的能量相同同一能層中，能級(jí)越高，電子能量越高。即Ens＜Enp＜End＜Enf相同能層不同能級(jí)相同能級(jí)不同能層構(gòu)造原理與電子排布式電子排布式的書寫電子填充:

依據(jù)構(gòu)造原理書寫電子排布式：按能層序號(hào)由低到高構(gòu)造原理E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)相同能層：同類能級(jí)：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)能級(jí)交錯(cuò)幾個(gè)特例:Cr[Ar]3d54s1Cu[Ar]3d104s1【注意】20號(hào)以后的元素，要注意能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象小結(jié)1913年，玻爾提出氫原子模型：電子在線性軌道上繞核運(yùn)行。1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出：可以用一個(gè)數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為近代量子力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)推翻了玻爾的氫原子模型。薛定諤1.原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展1926年，量子力學(xué)指出一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子并不在特定軌道上運(yùn)行，而在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。概率密度：

P表示電子在某處出現(xiàn)的概率V表示該處的體積H原子1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖2.電子云H原子1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖概率密度=電子云利用小黑點(diǎn)的疏密描述概率密度的圖形，是概率密度的一種形象化比喻。小黑點(diǎn)密集的地方，電子出現(xiàn)的概率密度大[特別注意]小黑點(diǎn)不代表一個(gè)電子?？梢詫⒚苊苈槁榈男『邳c(diǎn)看作某個(gè)電子在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)留下的“足跡”

將電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率P＝90%

的空間圈出來，繪制電子云的輪廓圖，便可描繪電子云的形狀。氫原子的1s電子云輪廓繪制過程xyz3.電子云輪廓圖電子云圖難繪制電子云輪廓圖電子在原子核外的一個(gè)空間狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。

s能級(jí)的原子軌道是球形，只有一種空間伸展方向。

能層序數(shù)n越大，電子云半徑越大。每個(gè)s能級(jí)有1個(gè)原子軌道規(guī)律：①軌道呈球形不同能級(jí)s電子的電子云形狀一致。②能層越高，s電子的電子云半徑越大。原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，電子云越來越向更大的空間擴(kuò)展(1)s能級(jí)的電子云輪廓圖-----球形(2)p能級(jí)的電子云輪廓圖——啞鈴狀或紡錘形2py電子云有三種空間伸展方向，能層序數(shù)越大，p電子云半徑越大p能級(jí)的原子軌道是啞鈴形的,每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道,它們相互垂直,